挠性航天器T-S模糊控制：非线性动力学建模与稳定性保障

本文主要探讨了"基于T-S模型的一类挠性航天器模糊控制"这一领域的研究。作者白圣建和黄新生来自国防科技大学机电工程与自动化学院，他们关注于现代航天器在实际应用中面临的挑战，特别是挠性附件如太阳帆板对航天器本体姿态产生的耦合作用。这类航天器通常具有大结构、低阻尼和强耦合的特点，这对其姿态控制的精度和稳定性构成了严峻考验。 挠性振动与刚性主体的耦合是关键问题，传统的刚性航天器控制方法，如PID控制，在处理这类复杂情况时显得力不从心。为了寻求更有效的控制策略，文章引入了模糊控制，尤其是T-S模糊系统，因为它的后件线性特性使得非线性问题可以通过线性系统理论进行处理。T-S模型因其表达复杂系统动态特征的能力而受到广泛关注，Buckley的研究证明了其作为完备控制器的有效性。 本文的核心贡献在于提出了一种将挠性航天器的非线性状态方程转换为T-S模型的方法，并利用这种方法构建了航天器的T-S模糊模型。接着，作者采用PDC（平行分布补偿）控制技术结合极点配置策略，设计了一种控制器。通过求解线性矩阵不等式（LMI），得到了正定矩阵P，确保了模糊控制系统的渐进稳定性。 最后，数值仿真结果证实了所设计的模糊控制器在实际应用中的有效性，能够实现高精度的姿态定位，同时抑制挠性结构振动，保证机动过程的平稳性。这表明该方法对于挠性航天器的大角度姿态机动控制具有重要意义，为解决此类复杂系统控制问题提供了一个创新的解决方案。本文的研究不仅推动了航天器控制技术的发展，也为其他领域的柔性系统控制提供了新的思路。