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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明提供一种航天器太阳能帆板的一致性分布式振动控制方法。包括如下步骤：根据结构组装的特点将内在固结的太阳能帆板划分为多个可独立控制的智能组件，基于各智能组件的质量矩阵、阻尼矩阵及刚度矩阵构建单个智能组件的有限元模型及组装后面向分布式控制的整体结构有限元模型，结合图论和一致性理论设计分布式控制器，设计的整体控制器为包含反馈镇定项和一致性协同项的各分布式控制器的矩阵形式。本发明设计的含有一致性协同项的分布式控制方法，能够有效的抑制卫星太阳能帆板的振动，提高系统的动态性能，使收敛速度更快，同时具有很强的鲁棒容错能力，在控制系统部分失效的情况下依然能够借助一致性协同项实现振动控制，保证系统闭环稳定。

主权项：1.一种航天器太阳能帆板的一致性分布式振动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、根据结构组装的特点将内在固结的太阳能帆板划分为多个可独立控制的智能组件，各智能组件包含一个或多个模块化的帆板单元结构、配置有敏感器、作动器和控制器，太阳能帆板通过上述智能组件以及各智能组件控制器之间的邻接关系矩阵定义；步骤2、基于各智能组件的质量矩阵、阻尼矩阵及刚度矩阵构建单个智能组件的有限元模型及组装后面向分布式控制的整体结构有限元模型；步骤3、将各智能组件的控制器划分为仅右端含有一致性协同信息的控制器、左、右两端均含有一致性协同信息的控制器和仅左端含有一致性协同信息的控制器三类，结合图论和一致性理论设计分布式控制器，设计的整体控制器为包含反馈镇定项和一致性协同项的各分布式控制器的矩阵形式；所述步骤2中，每个智能组件的有限元模型具体为： 其中XIC_i为第i个智能组件的节点位移向量；MIC_i、CIC_i、KIC_i分别表示第i个智能组件的质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，结构阻尼采用瑞利阻尼假设；BU_i为第i个控制器的位置矩阵，UIC_i为控制输入，BW_i为扰动加载的位置矩阵，WIC_i为扰动输入；组装得到整体结构的有限元模型为： 其中M、C、K分别表示整体结构的质量阵、阻尼阵和刚度阵；XIC_all＝[XIC_1,XIC_2,L,XIC_n]T为整体结构的节点位移，BU＝[BU_1,BU_2,L,BU_n]T为整体结构控制器的位置矩阵，UIC_all＝[UIC_1,UIC_2,L,UIC_n]T为整体结构的控制输入，BW＝[BW_1,BW_2,L,BW_n]T为整体结构扰动的位置矩阵，WIC_all＝[WIC_1,WIC_2,L,WIC_n]T为整体结构的扰动输入；所述步骤3中，分布式协同控制器具体为： … … 其中KIC_1,2和KIC_n,n-1分别表示第1种和第3种智能组件控制器中的增益，令KIC_i,i-1＝KIC_i,i+1，i＝2,L,n-1表示第2种智能组件控制器中的增益，UIC_1和UIC_n分别表示帆板左端和右端的智能组件控制器，UIC_i表示帆板中间智能组件控制器，YIC_i和表示智能组件状态的测量信息；整体结构的控制器写成如下形式： 其中YIC_all、分别表示整体结构测量的位置信息和速度信息，CYIC_all表示整体结构的测量矩阵；令一致性协同项的增益系数矩阵具体为： 为描述各智能组件连通关系的邻接矩阵，γ是与相关的倍数对角矩阵，有：

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