空间太阳能电站对日指向的鲁棒输出反馈控制
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摘要
针对空间太阳能电站在轨运行过程中的对日指向控制问题,设计了具有良好鲁棒性的输出反馈控制器。系统的动力学模型采用线性化平均轴系的相对描述方式,并由拉格朗日方程推导得到。考虑到现有角动量交换装置动量存储及管理的局限性,采用离子推进器作为作动器,作动器与位移和速率敏感器共位布置。控制器的设计是基于线性化的降阶的系统动力学模型,通过引入周期干扰抑制模型和积分器来消除诸如重力梯度力矩、太阳光压等外界干扰所造成的稳态误差,并利用极点配置的方法综合权衡指向精度、控制输入和鲁棒性等因素以确定输出反馈增益矩阵。最后,基于一个简单空间太阳能电站模型的数值仿真结果被给出,该结果说明了所设计的控制器在存在外界干扰和参数不确定性的情况下能够保证系统的对日指向性能和鲁棒性。
引文