多输入多输出线性定常系统稳定裕度的分析与改进

针对多输入多输出(MIMO)控制系统的稳定裕度求解问题,首先分析了现有的回差阵奇异值法这一计算方法,并得到其解决单输入单输出(SISO)系统的稳定裕度结论,在此基础上,提出两种基于系统回差阵的稳定裕度改进方法;一种是在有限条件下利用矩阵的特征值代替奇异值来建立与稳定裕度关系的策略,另一种是利用系统逆回差阵的行列式,通过求其奇异值来计算系统稳定裕度;最后结合工程实例,通过数值仿真验证两种稳定裕度计算方法相比原方法都有不同程度的改进,而且三种方法可以结合起来进行分析,最大化的减小系统稳定裕度结果的保守性.

一种新型滑模控制算法在挠性多体卫星姿态控制中的应用

针对一类挠性多体卫星的复合控制问题,提出一种新型滑模变结构控制算法。新型算法利用闭环系统Lyapunov函数的一阶导数估计值设计控制器,且控制器采用了递归学习控制结构,能够有效解决传统滑模控制技术的颤振问题。随后根据Lyapunov稳定性理论证明闭环系统轨迹可以快速收敛到滑模面,并且系统状态误差可在滑模面上渐近收敛到零。此外,设计的控制器能够有效抑制外部干扰,而且控制器只需要控制输入矩阵信息而不需受控系统和未知参数的其他先验信息,使得算法具有较强鲁棒性。最后通过数值仿真与现有文献中控制算法进行对比,结果充分验证了本文设计控制算法的有效性和实用性。

基于天线驱动组件的多体卫星MIMO控制及稳定裕度应用研究

针对两输入两输出的多体卫星控制系统,采用工程中的天线驱动组件为天线转动提供驱动力矩,在天线小角度机动条件下,对此线性模型采用多变量频域设计法中的序列回差设计技术,设计卫星本体俯仰姿态和天线转动的多输入多输出(MIMO)控制器,利用Nyquist稳定判据证明系统的稳定性.在此基础上分别利用回差阵奇异值法和逆回差阵奇异值法计算MIMO控制系统的稳定裕度,将两种方法所得结果相结合以减小稳定裕度计算的保守性,最后通过数值仿真验证了控制算法和控制系统稳定裕度结果的有效性.

由回差阵奇异值求稳定裕度的退化算法

本文研宄使用回差阵奇异值求多输入多输出(MIMO)线性定常系统稳定裕度的方法.首先对此方法进行退化分析,得到求解单输入单输出(SISO)线性定常系统稳定裕度的算法步骤.在此基础上,讨论退化所得算法与传统稳定裕度的关系;进一步地,详细分析此退化算法相比传统稳定裕度的优势,进而指出当系统的增益和相位同时变化时,系统Nyquist曲线g(jω)到临界点(-1,j0)的最短距离min|1+g(jω)|可作为一种更加合理的稳定裕度指标.最后,通过对实例进行数值仿真,说明本文所提退化算法可以克服传统稳定裕度局限性,同时与传统稳定裕度结合得到比较完整的SISO线性系统稳定裕度衡量体系.

多体卫星MIMO控制及稳定裕度研究

针对两输入两输出的多体卫星系统模型,采用并矢展开设计法这一多变量频域设计技术,实现卫星本体俯仰姿态和附件指向的多输入多输出(MIMO)控制,利用Nyquist稳定判据证明系统的稳定性;在此基础上讨论卫星本体姿态控制与附件指向控制带宽的关系,然后利用回差阵奇异值法计算MIMO控制系统的稳定裕度,并分析稳定裕度计算结果的保守性,数值仿真验证了算法的有效性以及稳定裕度分析结果的正确性。