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题名混合小推力航天器日心悬浮轨道保持控制
被引量：7
- 1
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作者
张楷田
楼张鹏
王永
陈绍青
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机构
中国科学技术大学自动化系
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第12期3910-3918,共9页
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文摘
针对太阳帆、太阳电混合推进航天器日心悬浮轨道保持控制问题进行了研究。为解决基于局部线性化模型设计轨道保持控制器时存在的控制精度不高、模型精确性过度依赖等问题,应用自抗扰控制(ADRC)技术设计了轨道保持控制器。首先,采用圆形限制性三体问题(CRTBP)模型推导了混合小推力航天器日心悬浮轨道动力学方程;然后,考虑系统模型不确定性和外部扰动,提出了一种基于扰动估计和补偿的轨道保持控制方法;最后,数值仿真表明存在系统模型不确定性、初始入轨误差及地球轨道偏心率扰动等因素的情况下,所设计的控制器仅需很小的速度增量即可实现高精度的日心悬浮轨道保持控制。
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关键词
混合小推力
太阳帆
日心悬浮轨道
轨道保持
自抗扰控制
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Keywords
hybrid low-thrust propulsion
solar sails
heliocentric displaced orbit
station-keeping
active disturbance rejection control
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名混合小推力航天器轨道保持高性能滑模控制
被引量：7
- 2
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作者
陈弈澄
齐瑞云
张嘉芮
王焕杰
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机构
南京航空航天大学自动化学院
南京航空航天大学先进飞行器导航、控制与健康管理工业和信息化部重点实验室
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第7期216-227,共12页
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基金
国家自然科学基金(61873127)
航空科学基金(2017ZA52013)
江苏省“六大人才高峰”高层次人才资助项目(HKHT-010)~~
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文摘
针对采用太阳帆、太阳电混合小推力推进的航天器,研究了其在日心悬浮轨道的保持控制问题。为解决已有控制方法中未综合考虑内部未建模动态和外部未知扰动的问题,以及进一步提高系统控制性能,设计了一种高性能滑模控制策略。首先,考虑模型不确定性,建立了混合小推力航天器在日心悬浮轨道柱面坐标系的动力学方程;其次,基于改进型条件积分滑模面和径向基(RBF)神经网络设计了控制律,结合自适应方法在线估计不确定参数;接着,将求取的虚拟控制量在推进剂最优条件下转换成实际控制量,即太阳帆姿态角和太阳电推进力;最后,数值仿真验证了上述设计方法提高了系统鲁棒性,减小了轨道位置超调,并且混合推进相比于单一太阳帆推进,在更短收敛时间内控制精度提高了4个数量级,相比于单一太阳电推进,一年可以节省约89.6%的推进剂。
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关键词
混合小推力
太阳帆
日心悬浮轨道
条件积分滑模面
径向基(RBF)神经网络
自适应控制
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Keywords
hybrid low-thrust propulsion
solar sails
heliocentric displaced orbit
conditional integral sliding surface
Radial Basis Function(RBF)neural network
adaptive control
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分类号
V44
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名日心悬浮轨道航天器编队飞行控制
被引量：5
- 3
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作者
张楷田
楼张鹏
王永
程松松
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机构
中国科学技术大学自动化系
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出处
《信息与控制》
CSCD
北大核心
2016年第1期114-119,128,共7页
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文摘
针对日心悬浮轨道航天器编队飞行控制问题,应用线性自抗扰控制(LADRC)技术设计了编队飞行控制器.首先,考虑外部扰动,基于圆形限制性三体问题(CRTBP)模型推导了航天器编队日心悬浮轨道非线性动力学方程.其次,提出了一种基于扰动估计和补偿的编队飞行控制方法,避免了通过航天器局部线性化动力学方程或精确非线性动力学方程设计编队飞行控制器时存在的模型精确性过度依赖等缺陷.最后,数值仿真表明存在系统模型不确定性、初始入轨误差及地球轨道偏心率扰动的情况下,所设计的控制器实现了高精度的编队飞行控制,并优于NASA制定的5 mm编队飞行精度标准.
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关键词
日心悬浮轨道
航天器编队飞行
线性自抗扰控制
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Keywords
heliocentric displaced orbit
spacecraft formation flying
linear active disturbance rejection control（LADRC）
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分类号
V412.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名太阳帆日心定点悬浮转移轨道设计
被引量：1
- 4
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作者
罗超
郑建华
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机构
中国空间技术研究院载人航天总体部
中国科学院空间科学与应用研究中心
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出处
《航天器工程》
2014年第3期12-17,共6页
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基金
国家自然科学基金(40574070)
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文摘
研究了太阳帆航天器日心定点悬浮轨道(HFDO)的转移轨道设计问题,以球坐标形式建立了太阳帆的动力学模型,基于该模型给出在日心悬浮轨道基础上实现定点悬浮的条件,提出了一种实现日心定点悬浮的转移轨道设计方法。首先,确定定点悬浮的位置;然后,设计经过该位置的绕日极轨轨道;最后,实施轨道减速实现定点悬浮,并给出了解析形式的轨道控制律。结合太阳极地观测任务,设计了定点悬浮在太阳北极1AU处的太阳帆转移轨道。仿真结果表明:该轨道转移方案总耗时3.5年,太阳帆定点到黄北极距日心1AU处,此后只要保持太阳光垂直照射帆面,即可维持稳定的悬浮状态。
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关键词
太阳帆
日心悬浮轨道
轨道设计
定点悬浮
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Keywords
solar sail
heliocentric displaced orbit
trajectory design
fixed displaced point
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分类号
V412.41
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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