H∞回路成形设计及其在卫星姿态控制中的应用
本文将H∞回路成形设计方法应用于具有弱阻尼模态的卫星姿态控制系统设计中，设计出了控制器并对闭环系统进行了仿真分析，仿真结果表明，用H∞回路成形设计方法设计出的控制器鲁棒性较差，为此，论文中采用μ综合与回路成形相结合的方法设计控制器，仿真结果表明，用这种方法设计的控制器可以达到很好的控制效果。 根据互质因子摄动和回路成形法的理论，只要设计所得的10.2γ?≥，这个设计就具有鲁棒性，所有文献都接受这个观点。因为一般弱阻尼对象较难控制，为了突出本方法在解决这类问题的特点，本论文针对具有弱阻尼模态的卫星，应用H∞回路成形的设计方法设计出鲁棒控制器对卫星姿态角进行控制并对控制效果进行了详细的仿真分析，仿真结果表明用此方法设计的控制器实际上失去了鲁棒性，这与之前的观点相矛盾。论文中给出了控制器之所以会失去鲁棒性，是因为弱阻尼模态增大了互质因子摄动的范数，从而缩小了模型的实际允许摄动范围。由此可见，H∞回路成形的设计方法的应用也是有限制的。 为了提高控制器的鲁棒性，论文中采用了μ综合与回路成形相结合的方法，首先选择权阵得到所需要的开环奇异值Bode图形状，并将参数摄动单独提出来进行处理，以减小小增益定理的保守性，对卫星姿态控制模型进行处理得到广义对象，利用广义对象在MATLAB环境中利用D-K迭代设计出μ综合控制器，对系统的结构不确定性与未建模动态进行了仿真分析，仿真结果表明设计出的控制器可以达到良好的控制效果，闭环系统具有较好的鲁棒性。
MATLAB环境;H∞回路成形设计;卫星姿态控制;仿真分析
哈尔滨工业大学
硕士
控制科学与工程
何朕
2009
中文
V448.22
71
2013-03-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）