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基于扩展有限元法的Koyna重力坝地震开裂过程模拟 被引量:44
1
作者 方修君 金峰 王进廷 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2065-2069,共5页
为了模拟重力坝在强震作用下的破坏过程,利用扩展有限元框架下的分离裂纹模型描述混凝土中的裂纹扩展。该模型通过富集非连续位移模式使得对裂纹的几何描述独立于网格边界。利用动力扩展有限元法,提出了集中质量矩阵处理方案,并在通用软... 为了模拟重力坝在强震作用下的破坏过程,利用扩展有限元框架下的分离裂纹模型描述混凝土中的裂纹扩展。该模型通过富集非连续位移模式使得对裂纹的几何描述独立于网格边界。利用动力扩展有限元法,提出了集中质量矩阵处理方案,并在通用软件ABAQU S上进行了嵌入。对印度K oyna重力坝在强震下的开裂过程,应用该方案进行了数值模拟。结果表明:用该方案求解非连续界面动力接触问题,既不损失精度,又能避免不稳定性。 展开更多
关键词 重力坝 地震开裂 扩展有限元 富集 质量
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导弹质量矩控制技术发展综述 被引量:20
2
作者 高长生 李君龙 +1 位作者 荆武兴 李瑞康 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期307-314,共8页
质量矩技术是近年来导弹控制领域研究的热点问题之一。它是通过调整弹体内部活动质量块的状态来实现导弹机动飞行的。与传统的气动舵控制方式相比,它具有响应快、气动外形简单、无舵面烧蚀问题等优点,在大气层内高超声速飞行控制领域具... 质量矩技术是近年来导弹控制领域研究的热点问题之一。它是通过调整弹体内部活动质量块的状态来实现导弹机动飞行的。与传统的气动舵控制方式相比,它具有响应快、气动外形简单、无舵面烧蚀问题等优点,在大气层内高超声速飞行控制领域具有广阔的应用前景。简述了质量矩技术的原理及应用领域,回顾了导弹质量矩控制技术的发展历程;从总体布局、动力学建模、控制系统设计等方面综合分析了质量矩技术的研究现状;提出了一些当前需要解决的难点问题,供相关人员参考。 展开更多
关键词 导弹 质量 动态品质 布局 控制
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模糊变结构在三滑块质量矩导弹系统上的应用 被引量:13
3
作者 贺有智 张晓宇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期292-294,334,共4页
以建立的质量矩导弹的数学模型为基础,通过对模型合理简化,得到一个耦合的非线性动力学系统。考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块伺服机构的协调控制问题,用基于滑动模的非线性系统控制理论解决了系统姿态控制系统设计问题。同时,采用模... 以建立的质量矩导弹的数学模型为基础,通过对模型合理简化,得到一个耦合的非线性动力学系统。考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块伺服机构的协调控制问题,用基于滑动模的非线性系统控制理论解决了系统姿态控制系统设计问题。同时,采用模糊逻辑算法来进一步抑制系统的抖振现象。仿真结果验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 质量 姿态控制 模糊变结构 协调控制
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基于自适应动态逆的高超声速飞行器姿态复合控制 被引量:12
4
作者 遆晓光 孔庆霞 余颖 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期955-962,共8页
考虑高超声速飞行器再入过程中存在气动舵低效的问题,提出了质量矩/气动舵复合控制方式,研究了这两类执行机构的复合控制分配问题,并针对高超声速飞行器强非线性和不确定性的对象特性,基于神经网络方法设计了自适应动态逆姿态控制系统... 考虑高超声速飞行器再入过程中存在气动舵低效的问题,提出了质量矩/气动舵复合控制方式,研究了这两类执行机构的复合控制分配问题,并针对高超声速飞行器强非线性和不确定性的对象特性,基于神经网络方法设计了自适应动态逆姿态控制系统。首先给出了质量块配置原则以及质量矩/气动舵复合控制模型;其次,为获得良好的控制分配精度并保证较小的执行机构能耗,基于二次规划方法设计了质量矩/气动舵复合控制分配策略;再次,利用神经网络权值的自适应调整来逼近系统中存在的不确定性,补偿动态逆误差,设计了基于神经网络的自适应动态逆控制器。最后,通过仿真验证了文中控制分配策略和自适应动态逆方法的有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 质量 气动舵 姿态控制 控制分配 神经网络 动态逆
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神经网络在质量矩导弹控制系统上的应用 被引量:6
5
作者 贺有智 李君龙 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期93-96,共4页
以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,由于存在参数的不确定性以及建模误差,考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求,采用神经网络自适应控制器对系统进行补偿。通过李亚普诺夫稳定理论证... 以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,由于存在参数的不确定性以及建模误差,考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求,采用神经网络自适应控制器对系统进行补偿。通过李亚普诺夫稳定理论证明跟踪误差是指数收敛的,仿真结果验证了这种方法的有效性。 展开更多
关键词 质量 姿态控制 神经网络
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遗传算法在质量矩导弹姿态控制中的应用 被引量:7
6
作者 秦莉 杨明 郭庆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期769-772,共4页
研究了三轴稳定控制系统的姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(Radial Basis Function)网络的快速自学习以及自适应特性,将其作为控制器不断调整滑块的位置.同时利用遗传算法(GA)的全局、并行寻优及增强式学... 研究了三轴稳定控制系统的姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(Radial Basis Function)网络的快速自学习以及自适应特性,将其作为控制器不断调整滑块的位置.同时利用遗传算法(GA)的全局、并行寻优及增强式学习能力对神经网络控制器的权系进行优化.通过对滑块位置的协调控制,改变导弹的飞行姿态.最后讨论了滑块运动特性对系统性能产生的影响并对系统稳定性进行了分析.仿真结果表明该控制律能在保证系统稳定的情况下有效地实现导弹的姿态调整,并且提高了系统的动态响应品质. 展开更多
关键词 质量 姿态控制 RBF 遗传算法(GA)
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质量矩导弹构型及自适应控制律设计 被引量:7
7
作者 高长生 荆武兴 +1 位作者 于本水 李君龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1593-1599,共7页
质量矩导弹姿态运动模型含有活动质量块的位置、速度和加速度项,是典型的带有输入非线性的快时变多体系统。从构型和控制律设计两方面入手研究该类导弹跟踪控制问题。通过对姿态动力学模型的深入分析,获得了一种使系统具备良好动态品质... 质量矩导弹姿态运动模型含有活动质量块的位置、速度和加速度项,是典型的带有输入非线性的快时变多体系统。从构型和控制律设计两方面入手研究该类导弹跟踪控制问题。通过对姿态动力学模型的深入分析,获得了一种使系统具备良好动态品质的构型。以此为基础,建立了仿射型姿态运动模型,利用退步方法设计了控制律;考虑到系统中存在气动参数、外界扰动和执行机构动态特性等不确定因素,设计了鲁棒自适应补偿项;最后进行数学仿真,通过与标准退步控制律进行比较,验证了该控制律的有效性。 展开更多
关键词 导弹 质量 动态品质 构型 自适应
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基于有限位置法的冲压机构摆动力完全平衡设计 被引量:7
8
作者 沈惠平 聂亚彪 +1 位作者 李菊 杨廷力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期384-391,426,共9页
基于有限位置法对一种具有两个末端执行器的零耦合度平面高速冲压机构进行摆动力完全平衡设计。通过拓扑分析将该机构划分成3个子运动链(SKC),根据树系统划分原则分别确定了各子运动链中连枝构件以及树枝构件的个数;对机构进行位置分析... 基于有限位置法对一种具有两个末端执行器的零耦合度平面高速冲压机构进行摆动力完全平衡设计。通过拓扑分析将该机构划分成3个子运动链(SKC),根据树系统划分原则分别确定了各子运动链中连枝构件以及树枝构件的个数;对机构进行位置分析,依次求解各子运动链的质量矩,得到机构总质量矩与各个构件角位置之间的关系;通过求取机构在5个不同位置上的总质量矩建立线性方程,求解得到机构摆动力完全平衡时各树枝构件的平衡配重参数mi^(*)和pi^(*);分析了配重参数mi^(*)、pi^(*)对平衡后总质心轨迹波动及总惯性力的影响。结果表明,改变配重质量参数mi^(*)对最终平衡效果影响较大,取mi^(*)为0.002 kg时,机构总质心轨迹波动和总惯性力在x、y轴方向上分量比平衡前分别下降了44.44%、59.78%和72.94%、5.40%,验证了摆动力完全平衡条件的有效性。 展开更多
关键词 冲压机构 有限位置法 质量 摆动力完全平衡
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机构摆动力完全平衡有限位置法及其应用 被引量:6
9
作者 张会芳 沈惠平 杨廷力 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第3期360-366,共7页
提出并完善了完整的机构摆动力完全平衡的新方法——摆动力平衡有限位置法,给出了机构摆动力完全平衡的求解公式。应用该方法,平面机构摆动力完全平衡只需正确划分单开链并选择合适的连枝构件,代入公式即可求解,线形方程组易于自动生成... 提出并完善了完整的机构摆动力完全平衡的新方法——摆动力平衡有限位置法,给出了机构摆动力完全平衡的求解公式。应用该方法,平面机构摆动力完全平衡只需正确划分单开链并选择合适的连枝构件,代入公式即可求解,线形方程组易于自动生成;空间机构摆动力完全平衡方程易于导出,更显示出该方法的灵活性。该方法适应于完成位置分析后的任意复杂平面机构或空间机构,比线形无关向量法等其它方法简单,具有更广泛的应用范围。最后给出了平面单环四杆机构(RRRR机构、RRRT机构)、平面双回路六杆机构(RRRRRT机构)以及空间单环机构(RSCR机构)的机构摆动力完全平衡有限位置法的具体求解。 展开更多
关键词 有限位置法 摆动力 平衡 质量 质径积
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叶片质量矩优化排序中遗传算法的应用 被引量:6
10
作者 贾金鑫 李全通 +1 位作者 高星伟 陈卫 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期204-209,共6页
针对某型发动机压气机转子,考虑叶片质量矩和初始不平衡量,采用遗传算法,对叶片进行优化排序以达到减少转子不平衡量的目的.经过对10余台发动机转子叶片质量矩优化排序验证,结果表明:整个转子的不平衡量大大减小,该方法可在实际发动机... 针对某型发动机压气机转子,考虑叶片质量矩和初始不平衡量,采用遗传算法,对叶片进行优化排序以达到减少转子不平衡量的目的.经过对10余台发动机转子叶片质量矩优化排序验证,结果表明:整个转子的不平衡量大大减小,该方法可在实际发动机转子动平衡中推广应用. 展开更多
关键词 航空发动机 转子叶片 质量 优化排序 遗传算法 自适应遗传算子
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纳卫星变轨段质量矩姿态控制系统设计 被引量:6
11
作者 陆正亮 张翔 +2 位作者 于永军 莫乾坤 廖文和 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期237-247,共11页
提出应用质量矩控制技术实现纳卫星轨道机动过程中的姿态稳定控制。在设计出质量矩滑块构型后,利用动量和动量矩定理推导了八自由度(DOF)动力学模型,并根据动力学分析结果建立了简化控制模型。以此为基础,基于全局滑模控制理论设计了俯... 提出应用质量矩控制技术实现纳卫星轨道机动过程中的姿态稳定控制。在设计出质量矩滑块构型后,利用动量和动量矩定理推导了八自由度(DOF)动力学模型,并根据动力学分析结果建立了简化控制模型。以此为基础,基于全局滑模控制理论设计了俯仰偏航通道姿态稳定和滑块位置跟踪的鲁棒控制器,并在参数不确定性条件下对控制系统进行了仿真,结果表明:所设计的二维质量矩控制系统能快速控制卫星姿态,并对系统扰动具有较强的鲁棒性,可以应用于纳卫星变轨段的姿态控制。 展开更多
关键词 变轨 纳卫星 质量 姿态控制 滑模控制
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空间两回路并联机构的摆动力平衡设计及优化 被引量:1
12
作者 李菊 聂亚彪 +1 位作者 沈惠平 杨廷力 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期63-70,共8页
将有限位置法推广应用于空间多回路并联机构的摆动力(又称震动力)完全平衡,并以单自由度的空间两回路并联振动筛机构为例,对其进行摆动力完全平衡设计与部分平衡优化。给出机构摆动力完全平衡的有限位置法的基本原理和解题步骤;介绍并... 将有限位置法推广应用于空间多回路并联机构的摆动力(又称震动力)完全平衡,并以单自由度的空间两回路并联振动筛机构为例,对其进行摆动力完全平衡设计与部分平衡优化。给出机构摆动力完全平衡的有限位置法的基本原理和解题步骤;介绍并联振动筛机构的拓扑组成,并对其进行位置分析;然后通过求解该机构包含的两个子运动链(SKC)的质量矩,得到机构总的质量矩,再对机构进行树划分,确定连枝构件,并根据质量矩平衡条件,建立摆动力完全平衡方程组,求得各树枝构件的配重参数,同时进行完全平衡效果验证;考虑实用原则对该机构进行摆动力部分平衡的优化,采用遗传优化算法求得各树枝构件的最优配重参数,优化结果表明:机构质心轨迹在x、y、z方向上的波动分别减小了56.52%、74.09%、67.74%,摆动力在x、y、z方向上的波动分别减小了1.9%、45.18%、39.64%。文中工作为空间多回路并联机构的摆动力完全平衡设计和部分平衡优化提供了参考。 展开更多
关键词 多回路并联机构 有限位置法 摆动力平衡 质量
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基于RBF网络的质量矩导弹姿态控制 被引量:4
13
作者 秦莉 杨明 郭庆 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1184-1189,共6页
研究了三轴稳定质量矩导弹姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(radial basis function)网络的快速自学习、自适应特性,作为被控对象的模型,不断调整PID控制器的参数,协调控制滑块位置,从而改变导弹的飞行姿态... 研究了三轴稳定质量矩导弹姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(radial basis function)网络的快速自学习、自适应特性,作为被控对象的模型,不断调整PID控制器的参数,协调控制滑块位置,从而改变导弹的飞行姿态.最后讨论了滑块运动特性对系统性能的影响并对系统稳定性进行了分析.仿真结果表明该控制律在保证系统稳定的情况下有效地实现导弹的姿态调整,并且提高了系统的动态响应品质. 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 质量 滑块位置 姿态控制 RBF
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使用固体火箭发动机的快速机动卫星质量矩控制研究 被引量:5
14
作者 陆正亮 张翔 +2 位作者 于永军 莫乾坤 廖文和 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1165-1172,共8页
针对使用固体火箭发动机进行卫星快速变轨机动时的姿态翻转问题,提出使用二维质量矩控制技术予以解决。首先分析了喷气阻尼力矩对三轴稳定卫星姿态的影响,随后建立了考虑推进剂燃烧过程的完整动力学模型,并从通道耦合以及扰动力矩角度... 针对使用固体火箭发动机进行卫星快速变轨机动时的姿态翻转问题,提出使用二维质量矩控制技术予以解决。首先分析了喷气阻尼力矩对三轴稳定卫星姿态的影响,随后建立了考虑推进剂燃烧过程的完整动力学模型,并从通道耦合以及扰动力矩角度对模型特性进行了分析;最后利用仿真手段对质量矩控制卫星姿态的可行性进行了仿真分析,同时考察了发动机不同装药形式以及外形尺寸对控制系统操纵性能的影响。结果表明:二维质量矩控制卫星姿态是切实可行的,且短粗型的发动机结构对控制系统设计更加有利。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 快速机动 质量 姿态控制
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立方体卫星质量矩姿态控制建模与布局优化 被引量:5
15
作者 陆正亮 张翔 +2 位作者 于永军 莫乾坤 廖文和 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期599-605,共7页
针对使用固体火箭发动机进行立方体卫星快速变轨机动过程中存在的姿态翻转问题,创新性地提出应用质量矩控制技术实现其姿态稳定。首先推导了完整的八自由度动力学模型,并深入分析了质量矩控制机理;然后利用仿真手段对质量块移动产生的... 针对使用固体火箭发动机进行立方体卫星快速变轨机动过程中存在的姿态翻转问题,创新性地提出应用质量矩控制技术实现其姿态稳定。首先推导了完整的八自由度动力学模型,并深入分析了质量矩控制机理;然后利用仿真手段对质量块移动产生的附加扰动力矩以及系统耦合进行了研究,并指导了执行机构的布局优化设计;最后提出的双对称执行机构保证了附加扰动小的同时还大幅降低了通道间耦合。仿真表明该系统具有良好的操纵性。 展开更多
关键词 快速机动 立方体卫星 质量 姿态控制
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非线性预测控制在质量矩导弹姿态控制系统设计上的应用 被引量:3
16
作者 贺有智 《战术导弹技术》 北大核心 2005年第1期47-51,共5页
以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理地简化,得到一个耦合的非线性动力学系统.考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和两个滑块伺服机构的协调控制问题,用基于反馈线性化的非线性控制理论,采用非线性预测控制,解决了质量矩导弹... 以所建立的质量矩导弹数学模型为基础,通过对模型合理地简化,得到一个耦合的非线性动力学系统.考虑到质量矩导弹的鲁棒性要求和两个滑块伺服机构的协调控制问题,用基于反馈线性化的非线性控制理论,采用非线性预测控制,解决了质量矩导弹姿态控制系统设计问题,并且系统对于参数的不确定性具有很强的鲁棒性.仿真结果检验了这种方法的有效性. 展开更多
关键词 质量 姿态控制 非线性预测控制 协调控制
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质量矩再入飞行器的参数优化和性能分析 被引量:3
17
作者 高长生 荆武兴 李瑞康 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1419-1423,共5页
为满足模型的有效性和可操作性,提出了以个体为对象的质量矩再入飞行器(MMV)动力学分析方法,即依靠内力和过载等物理量定性分析并设计主要参数后,再写出姿态、滑块完整动力学方程。该方程在保证MMV机动性不变的前提下,降低了系统耦合性... 为满足模型的有效性和可操作性,提出了以个体为对象的质量矩再入飞行器(MMV)动力学分析方法,即依靠内力和过载等物理量定性分析并设计主要参数后,再写出姿态、滑块完整动力学方程。该方程在保证MMV机动性不变的前提下,降低了系统耦合性;以驱动滑块运动的内力为控制量的简化方程是仿射型非线性方程,与精确方程的状态响应相比迎角偏差在0.01°以内,因此该方法降低了自动驾驶仪的设计难度。 展开更多
关键词 再入飞行器 飞行力学 质量 建模 总体设计
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旋转质量矩弹头双环滑模变结构姿态控制 被引量:3
18
作者 毕开波 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期51-55,共5页
为解决质量矩弹头的复杂非线性控制问题,把质量块运动引起的转动惯量的变化和惯性力矩作为参数不确定性因素,考虑了气动力矩参数的变化,提出了基于时间尺度分离的两环变结构姿态控制,设计了含有跟踪误差及其积分函数的滑动超平面,基于... 为解决质量矩弹头的复杂非线性控制问题,把质量块运动引起的转动惯量的变化和惯性力矩作为参数不确定性因素,考虑了气动力矩参数的变化,提出了基于时间尺度分离的两环变结构姿态控制,设计了含有跟踪误差及其积分函数的滑动超平面,基于李雅普洛夫函数证明了能达阶段的收敛性,分析了闭环系统的稳定性.仿真结果表明,该控制策略具有很好的快速性、稳定性,对上述3种不确定性具有一定的鲁棒性. 展开更多
关键词 旋转导弹 滑模控制 姿态控制 质量
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基于复合执行机构的再入弹头动力学建模与控制 被引量:2
19
作者 王振 吴忠 蒋方超 《弹道学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期6-10,36,共6页
为提高再入弹头命中精度和机动突防能力,将质量滑块和单框架控制力矩陀螺(SGCMG)配合使用,以在弹头再入全过程中产生足够的姿态控制力矩.针对采用质量滑块/SGCMG复合执行机构的再入弹头,利用New-Eul-er法,建立了弹头再入动力学模型.在... 为提高再入弹头命中精度和机动突防能力,将质量滑块和单框架控制力矩陀螺(SGCMG)配合使用,以在弹头再入全过程中产生足够的姿态控制力矩.针对采用质量滑块/SGCMG复合执行机构的再入弹头,利用New-Eul-er法,建立了弹头再入动力学模型.在此基础上,利用Lyapunov稳定性理论,设计了弹头非线性姿态控制器.对某型导弹再入弹头的仿真研究表明:质量滑块/SGCMG复合执行机构可以满足弹头再入全过程的力矩需求,输出力矩误差小于0.001 5N.m;控制系统可以实现姿态角的良好跟踪,稳定跟踪误差小于0.5°,复合执行机构方案是可行的. 展开更多
关键词 弹头 质量 控制力陀螺 动力学 姿态控制
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质量矩固体推进微纳卫星自适应反演控制律设计 被引量:1
20
作者 钱鹏俊 廖文和 +1 位作者 陆正亮 张翔 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期275-283,共9页
为解决微纳卫星利用固体火箭推进器进行快速轨道机动时的姿态翻滚问题,提出了利用质量矩技术对卫星的俯仰、偏航通道姿态进行稳定控制。首先考虑推进剂燃烧、质量块运动等因素引起的系统质量特性参数的变化,建立质量矩固体推进微纳卫星... 为解决微纳卫星利用固体火箭推进器进行快速轨道机动时的姿态翻滚问题,提出了利用质量矩技术对卫星的俯仰、偏航通道姿态进行稳定控制。首先考虑推进剂燃烧、质量块运动等因素引起的系统质量特性参数的变化,建立质量矩固体推进微纳卫星姿态动力学模型;然后分析了推进剂燃烧、质量矩控制引入的系统模型参数不确定性、连续有界未知干扰;随后基于反演控制方法,设计了卫星姿态角和姿态角速度双回路自适应滑模动态面控制器,利用自适应算法调节控制参数估计来补偿不确定因素的影响;基于Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性。最后,通过数值仿真验证了控制算法的有效性,卫星姿态稳定调节时间小于1s,姿态稳定误差小于0.5%。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 质量 微纳卫星 不确定性 自适应反演控制
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