[发明专利]一种空间柔性系统的欠驱动控制方法

摘要

本发明涉及一种空间柔性系统的欠驱动控制方法，建立空间柔性系统的动力学方程；计算滑模参数σ；计算柔性系绳振动抑制所需要的控制量u；输入系绳控制量u，完成柔性系绳的振动抑制。该控制方法的核心是建立分层滑模参数，从而使滑模参数完全涵盖可控部分状态变量和不可控部分状态变量。有益效果：降低平台卫星和释放子卫星的推力器燃料消耗；通过二级滑模控制器，使得空间柔性系统的顶层滑模参数快速到达所设计的滑模面上，从而使得柔性系绳在达到期望长度的同时，抑制其轨道面内/外角的摆动。

主权项

1.一种空间柔性系统的欠驱动控制方法，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：其中，α，和分别表示柔性系绳摆动的轨道面内角、角速度和角加速度；β，和分别表示柔性系绳摆动的轨道面外角、角速度和角加速度；l，和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；m^*和均表示质量系数，其具体表示为和其中m₁，m₂和m_t分别为平台卫星、释放卫星和柔性系绳质量；步骤2、计算滑模参数σ：计算分层的滑模参数：和建立系统的顶层滑模参数σ＝δασα+δβσβ+δlσl其中cα，cβ和cl分别为各个底层滑模参数的滑模系数；δα，δβ，δl分别是各个底层滑模参数的权重系数；步骤3、计算柔性系绳振动抑制所需要的控制量u：其中σ是步骤2)中的滑模参数；k1，k2和k3是正的常系数；sgn是符号函数所述步骤4、输入系绳控制量u，完成柔性系绳的振动抑制。