基于LMI的挠性航天器抗饱和补偿器设计及分析*

王明钊 刘金琨

北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191



基于LMI的挠性航天器抗饱和补偿器设计及分析*

王明钊 刘金琨

北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191

针对挠性航天器中输入受限问题，设计了基于LMI的抗饱和补偿器。理想情况下，挠性航天器采用LQG控制，保持系统闭环稳定；输入受限时，在不改变系统原有结构的前提下，设计基于LMI的抗饱和补偿器。抗饱和补偿器为静态补偿器，所以不增加系统阶数；它不仅保证系统能够闭环稳定，还能保证系统满足最优的L2指标。仿真表明，在理想情况和受限情况下，抗饱和补偿器均能保证系统闭环稳定，并且具有良好的鲁棒性。

输入受限；LMI；抗饱和；挠性航天器；补偿器

随着空间技术的不断发展与航天需求的不断增长，航天器的结构越来越复杂，尺寸也越来越大，但由于发射成本及运载能力限制的原因，航天器的重量成为一个严格的约束条件。在航天器姿态控制方面，飞轮等执行机构由于上述限制，只能提供有限的控制力矩，这就容易产生输入受限问题。该问题在某种程度上将影响航天器姿态控制精度，甚至使整个姿态控制系统不稳定。

近年来，国内外的学者对挠性航天器的抗饱和问题进行了深入研究，线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequalities，简称LMI)作为一种有效的数学工具，被广泛应用于抗饱和控制领域中。文献[1]基于线性矩阵不等式法(LMI)，针对线性系统提出了一种改进的抗积分饱和控制器来实现系统的稳定控制；……