用于惯性完备性降价的模态恒等式研究

从P.C.Hughes的研究成果出发,对柔性航天器的模态恒等式及其用于动力学模型降阶的惯性完备性准则进行了严格证明和应用研究。全文详细阐述了柔性核、动量系数、角动量系数、约束模态和非约束模态等物理概念及其相关恒等式的物理意义;并对主要模态恒等式给出了完整证明;推导了航天器基频的估算公式;同时通过算例深入探讨了这些恒等式的工程应用。

柔性航天器自由飞行状态系统基频的估算方法

首先分别采用部件模态和系统模态建立柔性航天器在轨运行状态下的动力学方程;重点推导了航天器系统模态与其部件模态之间的模态恒等式,得到了由部件模态计算系统模态频率的一般公式;然后结合目前航天器的常见构型,对一般公式进行合理简化,得到了估算航天器系统基频的简化公式;最后给出了简化公式的工程应用算例。

挠性太阳帆板驱动控制系统研究

主要研究了挠性太阳帆板的闭环驱动控制问题.利用挠性结构的模态恒等式,获得了广义状态空间形式的挠性太阳帆板驱动动力学方程.基于Lyapunov方法,设计了基于输出反馈的PD控制器,并根据广义系统理论讨论了闭环系统的正则性和无脉冲性,以确保控制系统是允许的.数值仿真验证了闭环控制算法的有效性并与开环控制进行了比对.最后进行了总结并提出新的研究问题.

带旋转挠性太阳帆板卫星自适应控制

为了应对航天器质量分布变化对姿态控制系统性能产生的影响,本文研究了带旋转挠性太阳帆板卫星的自适应姿态控制问题,其中对卫星本体转动惯量阵设计了参数自适应律,而惯量参数的不确定性是通过线性参数化方法表达的。基于类Lyapunov分析方法,这一时变系统的闭环稳定性和估计误差的有界性得到了证明。与PD控制的仿真对比表明,自适应控制对于卫星姿态和帆板驱动具有更好的性能。