《自动化技术与应用》2023年第42卷第6期控制理论与应用ControlTheoryandApplicationsTechniquesofAutomation&Applications高指向精度柔性航天器的H∞PID控制设计*李世宏1,庞爱平2,王勇1(1.空军航空大学,吉林长春130000;2.贵州大学电气工程学院自动化系,贵州贵阳550000)摘要:针对具有大挠性航天器姿态控制中存在系统柔性结构、外界干扰以及模型不确定性的问题,提出一种基于H∞理论的PID控制方法。根据H∞最优性能指标设计一个具有固定低阶次的鲁棒控制器,保证系统保持鲁棒稳定性和令人满意的性能。以携带大型柔性太阳帆的航天器为例,对航天器的俯仰轴控制系统进行仿真研究,结果表明控制器能有效地抑制柔性结构的振动,并相对于传统的PID控制器和H∞控制器,能更快地满足指向系统的高指向精度要求。关键词:柔性航天器;H∞理论;H∞;PID控制中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1003-7241(2023)06-0001-05H∞PIDControlDesignofHighPointingPrecisionFlexibleSpacecraftLIShi-hong1,PANGAi-ping2,WANGYong1(1.AirForceAviationUniversity,Changchun130000China;2.GuizhouUniversity,SchoolofElectricalEngineering,DepartmentofAutomation,Guiyang550000China)Abstract:Aimingattheproblemsofflexiblesystemstructure,externalinterferenceandmodeluncertaintyintheattitudecontrolofaspace-craftwithlargeflexibility,aPIDcontrolmethodbasedonH∞theoryisproposed.ThismethoddesignsarobustcontrollerwithafixedloworderaccordingtotheH∞optimalperformanceindex,whichensuresthatthesystemstillmaintainsrobuststabilityandsatisfaction.Inthispaper,takingaspacecraftcarryingalargeflexiblesolarsailasanexample,asimulationstudyiscarriedoutonthepitchaxiscontrolsystemofthespacecraft.TheresultsshowthatthedesignedcontrollercaneffectivelysuppressthevibrationoftheflexiblestructureandcanmeettherequirementsofthepointingsystemfasterthanthetraditionalPIDcontrollerandH∞controller.Highpointingaccuracyrequirements.Keywords:flexiblespacecraft;H∞theory;H∞;PIDcontrol*基金项目:贵州大学培育项目(贵大培育[2019]60);贵州省教育厅青年人才成长项目(黔科合KY[2021])收稿日期:2022-02-24DOI:10.20033/j.1003-7241.(2023)06-0001-05.1引言随着航天技术的发展,航天器所承载的空间任务日益复杂,这就意味着...