挠性航天器多目标鲁棒姿态控制的DPSO算法实现

摘要：

复杂航天器高性能姿态控制是完成现代新型空间任务的基础,需兼顾鲁棒性、快速性、精度和控制能量等多目标要求,但目前大多数控制系统只针对某单一目标设计.针对大型挠性航天器多目标姿态控制问题,提出一种基于差分粒子群优化算法和输出反馈的鲁棒控制方法.首先,推导了含参数不确定性的系统动力学模型;然后,给出了差分粒子群优化算法的定义和鲁棒D-稳定的线性矩阵不等式(LMI)表达;最后,在区域极点约束和Pareto最优原则下,利用所提算法对干扰抑制和控制能量指标进行了优化,得到反馈增益矩阵.该方法满足了系统多目标约束要求,且具有一定的振动抑制作用;可避免传统带极点配置的LMI方法在解决多目标问题时的保守性,也解决了将多目标转化为一个指标函数时加权系数的选择困难.数学仿真验证了该方法的有效性,相比于传统PID控制,干扰下姿态稳态误差可减小约54％.

关键词：挠性航天器、区域极点配置、鲁棒控制、差分粒子群优化算法、多目标

所属期刊栏目：41

分类号：V448.22(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金;新一代人工智能重大项目

在线出版日期：2021-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：64-74