[发明专利]一种基于能量分析的柔性欠驱动系统控制方法

权利要求书

1.一种基于能量分析的柔性欠驱动系统控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、建立空间柔性系统的动力学方程：

α″＝-2(Λ′/Λ)(α′+1)-3sinαcosα

其中，α，α′和α″分别表示柔性系绳摆动的轨道面内角、角速度和角加速度；Λ，Λ′和Λ″分别表示柔性系绳的长度、释放/回收速度和加速度；T表示系绳控制张力；Ω表示轨道角速度；表示质量系数，其具体表示为其中m₁，m₂和m_t分别为平台卫星、释放卫星和柔性系绳质量；L_r表示参考系绳长度；

步骤2：计算系统的总能量为：

通过对能量求相对轨道的偏导数E′＝FΛ′，其中F＝T/Ω²；

步骤3：设计虚拟状态变量且虚拟状态变量满足从而使得系统的全状态收敛于期望值，其中δ(α)表示一个跟轨道面内角α相关的函数；

步骤4：设计系绳张力控制器，即系绳拉力为：

其中，k_p和k_d均为正的控制器增益；Λ_d和Λ′_d是所期望的系绳长度和系绳回收/释放的速率；

在不利用柔性系绳两端卫星推力器的前提下，以系绳张力控制器控制系绳张力，实现柔性连接系绳部署过程的快速稳定控制。