A Study of Large Flexible Space Structure Control Using γ-Passivity

利用γ-无源性控制大型柔性空间结构的研究

• 批准号: 09650464
• 负责人: SUZUKI Masayuki
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09650464/
• 关键词: γ-passivity; dissipative system; H-infinity control; flexible structure; stability margin; 位相整形; ロバスト制御; 消散性; H∞制御; 大型宇宙柔軟構造物

The purpose of this study is 1) to develop a controller design method based on the notion of gamma-passivity and 2) to validate the gamma-passivity control for the vibration of large flexible space structures. The feature of the method is to enable us to specify gain and phase margins of control systems as well as to guarantee the robust stability for usual unstructured uncertainty. The H-infinity control which is known as a standard design method for robust control systems is pointed out not to be specify desired gain and phase margins. Therefore, the method proposed in this study is more flexible than the H-infinity control. An experimental validation of the method has been made for a flexible structure control. The aim of the control is to suppress the vibration and to regulate the angular position of the structure. The difficulty of the control is that the movement of the angular position stimulates high-frequency vibrations of the structure. Consequently, there is a tradeoff between the performance of settlement of the position and vibration. Toward such difficulty, the control system should be designed to improve the regulation performance and to guarantee the robust stability for unmodelled high-frequency dynamics. The gamma-passivity control, more generally, a control based on the notion of dissipativity has been shown to be effective the requirement mentioned above, theoretically and experimentally.

本研究的目的是：1）发展一种基于γ-无源性概念的控制器设计方法; 2）验证大型柔性空间结构振动的γ-无源性控制。该方法的特点是既能确定控制系统的幅相裕度，又能保证系统对非结构不确定性的鲁棒稳定性。指出H ∞控制是鲁棒控制系统的一种标准设计方法，它不能指定期望的幅相裕度。因此，在这项研究中提出的方法是更灵活的比H ∞控制。以柔性结构控制为例，对该方法进行了实验验证。控制的目的是抑制振动和调整结构的角位置。控制的困难在于角位置的移动刺激结构的高频振动。因此，在位置的沉降性能和振动性能之间存在折衷。针对这一难题，控制系统的设计应提高调节性能，并保证对未建模高频动态的鲁棒稳定性。伽马无源性控制，更一般地说，基于耗散性概念的控制已被证明是有效的上述要求，理论和实验。

项目成果

穂高 一条,他: "開ループシステムの消散性に基づくロバスト制御" システム制御情報学会誌. 43. (1999)

Ichijo Hotaka 等人：“基于开环系统耗散的鲁棒控制”系统、控制和信息工程师学会杂志 43。（1999 年）

I. Hodaka, N. Sakamoto, M. Suzuki: "New results for strict positive realness and feedback stability"IEEE Transaction on Automatic Control. 5(発表予定). (2000)

I. Hodaka、N. Sakamoto、M. Suzuki：“严格正真实性和反馈稳定性的新结果”IEEE 自动控制交易 5（即将出版）。

I. Hodaka, M. Suzuki and N. Sakamoto: "Controller Design With Guarantee of Prescribed Gain and Phase Margins"Transactions of the Sciety of Instrument and Control Engineering. Vol. 35, No. 4. (1999)

I. Hodaka、M. Suzuki 和 N. Sakamoto：“保证规定增益和相位裕度的控制器设计”仪器与控制工程学会汇刊。

穂高 一条,他: "指定されたゲイン余裕と位相余裕を確保するコントローラの設計" 計測自動制御学会論文集. 35-5. (1999)

Ichijo Hotaka 等人：“确保指定增益裕度和相位裕度的控制器的设计”，仪器与控制工程师协会论文集 35-5。

杉本謙二,他: "サンプル値制御系のγ-正実性と位相特性" 計測自動制御学会論文集. 35-1. 71-76 (1999)

Kenji Sugimoto 等人：“采样值控制系统的 γ 精度和相位特性”，仪器与控制工程师学会汇刊 35-1 (1999)。