本课题以哈勃太空望远镜为研究对象,抑制对大型空间望远镜姿态的扰动问题。作为一个非线性系统的扰动抑制看作输出调节问题,构造内模根据内模原理得到扰动动态补偿器,对未知的扰动进行在线实时的了解,并通过自适应控制得到稳定状态。有效控制量由可调控制器产生,通过调节机构的设计准则,调节控制器,保证技术要求,可以使输出误差趋于零,最终能够克服扰动误差。并根据李雅普诺夫稳定性理论,构造镇定控制器,解决了非线性的哈勃望远镜系统姿态抗扰问题。
目前在非线性控制领域输出调节和镇定这两个基本问题。这几个问题仍在不停的发展,并有不断新的挑战会提出,很多现有的方法无法解决这些挑战。时变,时滞,混杂的,以及网络化的,还有随机非线性系统作为值得更深入研究的问题。在时域范围的输出调节和反馈问题开始起步,并会成为重要的研究方向。需要更新颖、先进的非线性反馈设计法来推动这类型的新兴研究课题。
2 哈勃望远镜的系统建模
考虑一类非线性多输入输出系统
(2。1)
它由N个强耦合子系统构成并且其中 , ,每个 ϵR是单个运动状态, ϵR是控制输入,矩阵对 取Brunovsky标准型
。
在动力学中,假设 ϵR,简记作 是一个已知边界的未知的恒定增益来-自+优^尔*论L文W网www.youerw.com 加QQ75201.8766
, , 是一些实数。变量 表示由所述的线性时不变的系统产生的一些干扰,系统描述为
, (2。2)
对于一个已知的条件,让 ϵ , 是适当的范围的不确定参数。每个函数 :R R是被假定为平滑的在 的多项式 中,对于所有的w∈W, = 0。
关于外部系统(2。2),进一步假设为每个σ∈S,矩阵 的所有的特征值有不同零实部。这个系统可以产生阶跃或正弦信号或它们的混合信号。转化或分解系统(2。1)由多个个体的运动组成,其子系统,即通过强耦合确定它们各自的状态变量。每个独立的子系统采用了特殊的严格反馈型,相对程度 有明确定义,式(2。2)可视为一些外部扰动。
形式(2。1)的非线性系统是多智能体和互联的,属于多输入多输出非线性系统的类别。这种动态性能也可以视为有一个数明确定义的控制子系统的常规大型系统。但是,而不是通常的分散反馈控制模式,我们将研究具有分布式控制策略相关的扰动问题。本课题的主要目标是渐近的干扰抑制,同时保持闭环系统的稳定性。为使得系统能够克服扰动,需要添加一个控制输入作用于系统使得系统稳定收敛,满足指向控制问题。