多体空间望远镜建模与姿态控制的系统化方法
最优化与控制
2025-01-03 v1
摘要
本文使用 Stoneking 对 Kane 方法的实现，推导了空间望远镜的符号多体刚体非线性模型。由于解析线性化难以手动推导，我们使用 Matlab 的符号函数 {\tt diff} 和 {\tt inv} 对该符号非线性模型进行线性化。随后，利用线性化后的系统模型，采用线性二次型调节器（LQR）和鲁棒极点配置方法设计控制器。针对这两种设计，分别使用刚体模型以及包含柔性模态的第二个模型对闭环系统进行了仿真。基于仿真测试结果比较了两种设计的性能。我们的结论是，在执行器使用和指向精度方面，鲁棒极点配置设计的性能优于 LQR 系统。然而，LQR 方法仍然是一种有效的第一步设计手段，可为鲁棒极点配置中真实特征值的选择提供参考。所提出的方法可用于各种多体系统的建模与控制器设计。
引用
@article{arxiv.2404.09869,
title = {A Systematic Methodology for Modeling and Attitude Control of Multi-body Space Telescopes},
author = {Yaguang Yang and William Bentz and Lia Lewis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.09869},
year = {2025}
}
备注
43 pages