柔性結構控制算法的研究與應用.pdf

1、大口徑反射面天線被廣泛的應用于深空探測領域,天線的設計口徑越大,其諧振頻率越低,在受到外部激勵時,天線結構也越容易振蕩,加之受陣風擾動,天線在運轉過程中會產(chǎn)生柔性振動,因此,有效的抑制天線的振動,以提高其跟蹤精度和定位精度具有十分重要的意義。本文旨在設計控制器使大口徑反射面天線具有較好的跟蹤性能,同時有效的抑制其柔性振動。
　　首先,對線性二次型(Linear Quadratic,簡稱LQ)最優(yōu)控制器予以研究,包括線性二次型調節(jié)器

2、(Linear Quadratic Regulator,簡稱LQR)和線性二次型高斯控制器(Linear Quadratic Gaussian,簡稱LQG),并對半實物仿真平臺予以介紹,通過仿真和基于半實物仿真平臺的控制實驗驗證了算法的有效性。
　　然后,對傳統(tǒng)的LQG控制器進行改進得到PI+LQG型控制器。首先對LQG算法控制器模型添加位置跟蹤誤差積分變量進行擴維,進而求取控制器。然后對估計器模型添加擾動變量進行擴維,估計擾動項

3、用以擾動補償。通過分析仿真和實驗結果,說明了該控制器較PID可以更好的抑制柔性結構振動,降低穩(wěn)態(tài)誤差,抗干擾能力強,對參數(shù)變化具有魯棒性,具有實際應用的價值。
　　之后,針對LQ控制問題中加權矩陣很難選取的問題,基于粒子群優(yōu)化算法,以LQR控制為例進行了人工智能權重矩陣優(yōu)化。通過分析仿真結果,說明了由粒子群優(yōu)化算法得出權重矩陣,進而求取的控制器可實現(xiàn)對系統(tǒng)穩(wěn)定控制,超調小,響應速度快。
　　最后,采用混合靈敏度H∞控制器對系