柔性結(jié)構(gòu)控制算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、大口徑反射面天線(xiàn)被廣泛的應(yīng)用于深空探測(cè)領(lǐng)域,天線(xiàn)的設(shè)計(jì)口徑越大,其諧振頻率越低,在受到外部激勵(lì)時(shí),天線(xiàn)結(jié)構(gòu)也越容易振蕩,加之受陣風(fēng)擾動(dòng),天線(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生柔性振動(dòng),因此,有效的抑制天線(xiàn)的振動(dòng),以提高其跟蹤精度和定位精度具有十分重要的意義。本文旨在設(shè)計(jì)控制器使大口徑反射面天線(xiàn)具有較好的跟蹤性能,同時(shí)有效的抑制其柔性振動(dòng)。
　　首先,對(duì)線(xiàn)性二次型(Linear Quadratic,簡(jiǎn)稱(chēng)LQ)最優(yōu)控制器予以研究,包括線(xiàn)性二次型調(diào)節(jié)器

2、(Linear Quadratic Regulator,簡(jiǎn)稱(chēng)LQR)和線(xiàn)性二次型高斯控制器(Linear Quadratic Gaussian,簡(jiǎn)稱(chēng)LQG),并對(duì)半實(shí)物仿真平臺(tái)予以介紹,通過(guò)仿真和基于半實(shí)物仿真平臺(tái)的控制實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。
　　然后,對(duì)傳統(tǒng)的LQG控制器進(jìn)行改進(jìn)得到PI+LQG型控制器。首先對(duì)LQG算法控制器模型添加位置跟蹤誤差積分變量進(jìn)行擴(kuò)維,進(jìn)而求取控制器。然后對(duì)估計(jì)器模型添加擾動(dòng)變量進(jìn)行擴(kuò)維,估計(jì)擾動(dòng)項(xiàng)

3、用以擾動(dòng)補(bǔ)償。通過(guò)分析仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,說(shuō)明了該控制器較PID可以更好的抑制柔性結(jié)構(gòu)振動(dòng),降低穩(wěn)態(tài)誤差,抗干擾能力強(qiáng),對(duì)參數(shù)變化具有魯棒性,具有實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。
　　之后,針對(duì)LQ控制問(wèn)題中加權(quán)矩陣很難選取的問(wèn)題,基于粒子群優(yōu)化算法,以L(fǎng)QR控制為例進(jìn)行了人工智能權(quán)重矩陣優(yōu)化。通過(guò)分析仿真結(jié)果,說(shuō)明了由粒子群優(yōu)化算法得出權(quán)重矩陣,進(jìn)而求取的控制器可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定控制,超調(diào)小,響應(yīng)速度快。
　　最后,采用混合靈敏度H∞控制器對(duì)系