挠性卫星姿态控制：输入成型与振动抑制

"输入成型在卫星喷气姿态机动控制中的应用 (2005年)" 本文主要探讨了在卫星喷气姿态机动控制中，如何有效地抑制由于大型挠性附件振动导致的控制系统性能下降问题。作者原劲鹏、杨旭和杨涤来自哈尔滨工业大学航天工程系，他们在2005年的研究中提出了一个创新的控制策略，即结合机动控制内环与前置补偿结构来改善挠性卫星的姿态控制。 挠性卫星通常配备有大型的柔性部件，这些部件的振动会对卫星的控制系统造成负面影响，降低其精度和稳定性。为解决这一问题，研究者设计了一个包含姿态控制执行机构（PWPF调制器）和控制器（PD控制器）的挠性卫星姿态闭环系统作为内环。这个内环的主要任务是确保卫星主体按照预期进行转动。 前置补偿器采用了多模态输入成型器，这是控制策略的关键部分。输入成型器通过设计特定的输入信号来抑制系统的残留振动，从而提高控制效果。在仿真结果中，基于Pade'拟合设计的多模态成型器表现出了更短的响应时间和对系统参数摄动的一定鲁棒性，这意味着它能在保持卫星姿态指向的同时，更好地应对不确定性和扰动。 通过这种控制策略，卫星姿态机动控制系统的过渡过程得到了显著改善。多模态输入成型器不仅能够有效抑制振动，还提高了整个系统的动态性能。论文中还提到了相关的关键词，包括挠性附件、姿态机动、调宽调频调制器、多模态输入成型器、残留振动以及鲁棒性，这些都是研究的核心内容。 这项研究为挠性卫星的姿态控制提供了一种新的解决方案，它结合了内环控制和前置补偿技术，通过优化的输入信号设计，提升了姿态机动控制的效率和稳定性，对未来的航天工程具有重要的理论和实践意义。