毕业论文--挠性卫星振动抑制的主动控制研究.doc

毕业设计（论文 题 目 专 业 学　　 号 学 生 　　　 指 导 教 师 答 辩 日 期 　 本文主要研究基于主动控制的挠性卫星振动抑制问题。具有弱阻尼的太阳帆板结构会产生挠性振动，其振动模态频率在系统带宽之内，不能用传统的频带隔离法进行抑制，需要引入新的方法。 本文第1章研究课题来源及研究目的意义，并对振动抑制的国内外研究现状进行了分析。 本文第2章针对挠性卫星进行建模分析，包含多阶挠性振动模态，并针对这一控制对象，利用希望频率特性法设计控制器，然后对影响振动的多种因素进行了论证分析。 本文第3章首先从输入成型法的原理推导入手，这种方法的实质是将信号拆分为几个延迟信号，使其相互之间的暂态响应相抵消从而消除由输入或卫星机动产生的振动。然后介绍了几种常用的输入成型器并对它们进行了仿真研究。最后讨论了输入成型法的设计及其优缺点。 本文第4章从经典PID控制的理论原理分析入手，分析了PID参数对调整系统动、静态特性的作用。并基于这些原理，结合模糊控制，设计了适用于本论文模型的模糊PID控制器，对模糊PID与经典PID控制器的作用效果做出了仿真研究。经典PID与模糊PID控制在减小结构振动上都是有效的，但模糊PID控制的鲁棒性更强，阶跃响应的动态特性更好。 关键词：挠性振动；弱阻尼；主动控制；输入成型法；PID控制；模糊控制； Abstract This paper deals with the flexible appendages vibration suppression based on the active control. Weak damping is the major cause of the flexible vibration, namely that the low-order vibration modes are within the system bandwidth. For the purpose of flexible vibration suppression, the classic band isolation method isn’t an effective way and new methods should be introduced. In the first section, we discuss the domestic and abroad research status, and introduce the significance and source of the topic. We build the dynamic modal and control system of the spacecraft with flexible appendages, which contains multiple modes of vibration .It’s obvious from the system step response that the output of the spacecraft consists of share of the multiple modes vibration, which results in the consequence that the response adjustment time extend significantly and dynamic characteristic is violated. We started by derivation of ZV input shaping theory. Then we introduce many kinds of other improved input shaping controllers and utilizing them simulate the system. Afterwards we discuss the limits and advantages of the input shaping. As a solution, we design a closed loop controller, combining input shaping and PID controller. The next section begin with the analysis of classic PID contr