[发明专利]适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法

权利要求书

1.一种适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，辨识卫星本体-挠性体系统动力学模型参数；

步骤2，生成本体-挠性体经典PID反馈控制器；

步骤3，生成本体-挠性体逆Bouc-Wen前馈控制器；

步骤4，生成卫星本体-挠性体协同复合控制器。

2.根据权利要求1所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法的控制对象包括卫星本体(101)、挠性体(102)、传感器(103)和作动器(104)。

3.根据权利要求2所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述挠性体(102)与所述卫星本体(101)连接，所述传感器(103)与所述作动器(104)分别安装于所述挠性体(102)相对的两侧，所述传感器(103)采集变形信息给控制系统作为反馈输入，所述作动器(104)控制挠性体的变形量。

4.根据权利要求1所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述步骤1通过以下步骤实现：

步骤S1，建立卫星挠性体动力学微分方程；

步骤S2，建立卫星本体-挠性体系统传递函数；

步骤S3，生成卫星本体-挠性体控制器迟滞模型；

步骤S4，识别卫星本体-挠性体控制器迟滞模型参数。

5.根据权利要求1所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述步骤2包括PID控制器设计与PID控制器试验验证。

6.根据权利要求5所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述步骤2中本体-挠性体经典PID反馈控制器的控制系统包括输入端(201)、控制器(202)、限幅器(203)、放大器(204)、作动器(104)、挠性体(102)和传感器(103)。

7.根据权利要求6所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述输入端(201)为模型辨识参数，经所述控制器(202)、所述限幅器(203)、所述放大器(204)、所述作动器(104)和所述传感器(103)完成对所述挠性体(102)的经典PID反馈控制回路。

8.根据权利要求1所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述步骤3通过以下步骤实现：

步骤A，根据辨识出的迟滞模型结果，搭建其逆模型，进行迟滞补偿；

步骤B，建立一个状态观测器在线估计压电陶瓷的迟滞位移；

步骤C，进行经前馈补偿后的逆Bouc-Wen前馈控制试验；

步骤D，评估逆Bouc-Wen前馈控制效果。

9.根据权利要求8所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述步骤3中本体-挠性体逆Bouc-Wen前馈控制器的控制系统包括前馈输入(301)、初始输入(302)、比例控制器(303)、状态观测器(304)、作动器(104)，通过状态观测器(304)估计出迟滞位移，迟滞位移与前馈输入(301)和初始输入(302)做差后，经过比例控制器(303)，得到输出电压来驱动作动器(104)，构成补偿回路。

10.根据权利要求1所述的适用于挠性卫星本体-挠性体协同控制的方法，其特征在于，所述步骤4通过以下步骤实现：

步骤Ⅰ，PID控制器与逆Bouc-Wen前馈控制的耦合；

步骤Ⅱ，生成卫星本体-挠性体协同控制器；

步骤Ⅲ，进行协同控制器控制试验；

步骤Ⅳ，评估协同控制效果。