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接近和跟踪非合作机动目标的非线性最优控制
被引量：
14
1
作者
高登巍
罗建军
+2 位作者
马卫华
康志宇
陈晓光
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期773-781,共9页
航天器在实施对空间非合作目标的近程操作任务中,需要接近目标并保持在目标附近的特定方位,对目标指定部位随动跟踪和观测。针对非合作机动目标的接近和视线跟踪的六自由度控制问题,根据视线坐标系下的相对轨道方程和体坐标系下的相对...
航天器在实施对空间非合作目标的近程操作任务中,需要接近目标并保持在目标附近的特定方位,对目标指定部位随动跟踪和观测。针对非合作机动目标的接近和视线跟踪的六自由度控制问题,根据视线坐标系下的相对轨道方程和体坐标系下的相对误差四元数姿态方程,建立了航天器间近距离相对运动的轨道和姿态联合控制模型。考虑模型的非线性、时变性和计算的快速性,采用θ-D控制方法进行接近和视线跟踪的轨道和姿态联合控制。为了减小跟踪同时存在轨道和姿态机动的非合作目标的控制误差,应用Lyapunov最小-最大定理设计了θ-D修正控制器,改善非合作目标同时进行姿态和轨道机动时的控制性能。仿真验证了模型的正确性和控制器良好的跟踪性能。
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关键词
视线跟踪
θ-D控制方法
姿轨联合控制
视线坐标系
误差四元数
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职称材料
分布式航天器编队约定时间姿轨耦合协同控制
2
作者
刘岩
曹璐
+3 位作者
秦开宇
肖冰
施孟佶
李维豪
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期829-838,共10页
针对具有参数不确定性、外部扰动和预设性能需求的航天器编队约定时间姿轨耦合控制问题,本文基于预设性能控制方法提出了一种低复杂度的约定时间编队姿轨耦合协同控制器,使得航天器在设定时间内形成编队,且编队误差满足预设的各种性能指...
针对具有参数不确定性、外部扰动和预设性能需求的航天器编队约定时间姿轨耦合控制问题,本文基于预设性能控制方法提出了一种低复杂度的约定时间编队姿轨耦合协同控制器,使得航天器在设定时间内形成编队,且编队误差满足预设的各种性能指标.首先,通过结合有限时间稳定概念引入一种约定时间性能函数,其系统稳定时间可以由使用者任意设定;然后,把约定时间性能函数与预设性能控制方法结合起来,提出了不依赖航天器质量和转动惯量等信息的约定时间编队协同控制器,保证了编队状态量的收敛性能和收敛时间,并使用李雅普诺夫理论证明了其稳定性.最后,通过仿真验证了该控制方案的有效性.
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关键词
航天器编队飞行
姿轨耦合控制
预设性能控制
约定时间控制
航天器队形重构
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职称材料
航天器编队姿态与轨道耦合协同控制器设计
被引量：
4
3
作者
张翀
王彦恺
《新型工业化》
2014年第8期30-36,共7页
针对伴随航天器对参考航天器绕飞的模型,考虑航天器编队飞行相对姿态与相对轨道之间的耦合关系,建立了姿轨耦合六自由度非线性动力学模型,针对空间摄动和多种干扰力矩以及模型不确定性因素的影响,利用幂次趋近律滑模变结构控制方法,设...
针对伴随航天器对参考航天器绕飞的模型,考虑航天器编队飞行相对姿态与相对轨道之间的耦合关系,建立了姿轨耦合六自由度非线性动力学模型,针对空间摄动和多种干扰力矩以及模型不确定性因素的影响,利用幂次趋近律滑模变结构控制方法,设计了一种姿轨耦合协同控制器,来实现编队飞行相对姿态与相对轨道的同步控制,并利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性。仿真结果表明,在空间摄动的不断干扰下,航天器可以沿着理想的相对轨道运行,相对姿态具有快速稳定性,收敛时间约为500s,最大误差量约为0.2%,可以得出伴随航天器对参考航天器具有良好的轨道与姿态跟踪能力。
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关键词
编队飞行
姿轨耦合控制
滑模变结构控制
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职称材料
考虑性能约束的航天器近距离悬停控制
被引量：
1
4
作者
张博翔
王理想
+1 位作者
王辉
张彦鑫
《南京信息工程大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2021年第1期93-101,共9页
本文主要研究了考虑预设性能的航天器交会对接中的近距离悬停控制问题.针对追踪航天器近距离悬停控制问题,首先基于追踪航天器的姿轨耦合模型设计了线性滑模控制器实现了近距离悬停任务.在此基础上,为对系统收敛过程中系统状态的暂态性...
本文主要研究了考虑预设性能的航天器交会对接中的近距离悬停控制问题.针对追踪航天器近距离悬停控制问题,首先基于追踪航天器的姿轨耦合模型设计了线性滑模控制器实现了近距离悬停任务.在此基础上,为对系统收敛过程中系统状态的暂态性能进行约束,设计了基于预设性能的滑模控制器.同时,为减少系统状态的收敛时间,针对预设性能中的性能函数,采用了一种有限时间收敛的性能函数代替传统的性能函数,并改进了滑模控制器的结构.最后通过仿真进行验证,并对比三种控制策略,结果表明所设计的航天器交会对接预设性能滑模控制律具有理想的控制性能.
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关键词
交会对接
姿轨耦合控制
滑模控制
预设性能控制
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职称材料
题名
接近和跟踪非合作机动目标的非线性最优控制
被引量：
14
1
作者
高登巍
罗建军
马卫华
康志宇
陈晓光
机构
西北工业大学航天学院
航天飞行动力学技术重点实验室
上海宇航系统工程研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期773-781,共9页
基金
国家自然科学基金(11072194
61004124)
文摘
航天器在实施对空间非合作目标的近程操作任务中,需要接近目标并保持在目标附近的特定方位,对目标指定部位随动跟踪和观测。针对非合作机动目标的接近和视线跟踪的六自由度控制问题,根据视线坐标系下的相对轨道方程和体坐标系下的相对误差四元数姿态方程,建立了航天器间近距离相对运动的轨道和姿态联合控制模型。考虑模型的非线性、时变性和计算的快速性,采用θ-D控制方法进行接近和视线跟踪的轨道和姿态联合控制。为了减小跟踪同时存在轨道和姿态机动的非合作目标的控制误差,应用Lyapunov最小-最大定理设计了θ-D修正控制器,改善非合作目标同时进行姿态和轨道机动时的控制性能。仿真验证了模型的正确性和控制器良好的跟踪性能。
关键词
视线跟踪
θ-D控制方法
姿轨联合控制
视线坐标系
误差四元数
Keywords
Line-of-sight
tracking
θ-D
control
technique
attitude
and
orbit
coupled
control
Line-of-sight
coordinate
frame
Error
quaternions
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
分布式航天器编队约定时间姿轨耦合协同控制
2
作者
刘岩
曹璐
秦开宇
肖冰
施孟佶
李维豪
机构
电子科技大学航空航天学院
军事科学院国防科技创新研究院
西北工业大学自动化学院
出处
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期829-838,共10页
基金
国家自然科学基金项目(11972373)
四川省科技厅项目(2022JDR0107,2020YJ0044,2021YFG0131)资助。
文摘
针对具有参数不确定性、外部扰动和预设性能需求的航天器编队约定时间姿轨耦合控制问题,本文基于预设性能控制方法提出了一种低复杂度的约定时间编队姿轨耦合协同控制器,使得航天器在设定时间内形成编队,且编队误差满足预设的各种性能指标.首先,通过结合有限时间稳定概念引入一种约定时间性能函数,其系统稳定时间可以由使用者任意设定;然后,把约定时间性能函数与预设性能控制方法结合起来,提出了不依赖航天器质量和转动惯量等信息的约定时间编队协同控制器,保证了编队状态量的收敛性能和收敛时间,并使用李雅普诺夫理论证明了其稳定性.最后,通过仿真验证了该控制方案的有效性.
关键词
航天器编队飞行
姿轨耦合控制
预设性能控制
约定时间控制
航天器队形重构
Keywords
spacecraft
formationflying
attitude
and
orbit
coupled
control
prescribed
performance
control
appointed-time
control
spacecraft
formation
reconfiguration
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
航天器编队姿态与轨道耦合协同控制器设计
被引量：
4
3
作者
张翀
王彦恺
机构
北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室
出处
《新型工业化》
2014年第8期30-36,共7页
基金
北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室基金
文摘
针对伴随航天器对参考航天器绕飞的模型,考虑航天器编队飞行相对姿态与相对轨道之间的耦合关系,建立了姿轨耦合六自由度非线性动力学模型,针对空间摄动和多种干扰力矩以及模型不确定性因素的影响,利用幂次趋近律滑模变结构控制方法,设计了一种姿轨耦合协同控制器,来实现编队飞行相对姿态与相对轨道的同步控制,并利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性。仿真结果表明,在空间摄动的不断干扰下,航天器可以沿着理想的相对轨道运行,相对姿态具有快速稳定性,收敛时间约为500s,最大误差量约为0.2%,可以得出伴随航天器对参考航天器具有良好的轨道与姿态跟踪能力。
关键词
编队飞行
姿轨耦合控制
滑模变结构控制
Keywords
Formation
Flying
attitude
and
orbit
coupled
control
Sliding
Mode
Variable
Structure
control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
考虑性能约束的航天器近距离悬停控制
被引量：
1
4
作者
张博翔
王理想
王辉
张彦鑫
机构
上海航天技术研究院毫米波遥感技术重点实验室
哈尔滨工业大学航天学院
出处
《南京信息工程大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2021年第1期93-101,共9页
基金
国家自然科学基金(61833009,11972130,61690212)
黑龙江省头雁计划(黑龙江省创新团队计划(2019))。
文摘
本文主要研究了考虑预设性能的航天器交会对接中的近距离悬停控制问题.针对追踪航天器近距离悬停控制问题,首先基于追踪航天器的姿轨耦合模型设计了线性滑模控制器实现了近距离悬停任务.在此基础上,为对系统收敛过程中系统状态的暂态性能进行约束,设计了基于预设性能的滑模控制器.同时,为减少系统状态的收敛时间,针对预设性能中的性能函数,采用了一种有限时间收敛的性能函数代替传统的性能函数,并改进了滑模控制器的结构.最后通过仿真进行验证,并对比三种控制策略,结果表明所设计的航天器交会对接预设性能滑模控制律具有理想的控制性能.
关键词
交会对接
姿轨耦合控制
滑模控制
预设性能控制
Keywords
rendezvous
and
docking
attitude
and
orbit
coupled
control
sliding
mode
control
prescribed
performance
control
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
接近和跟踪非合作机动目标的非线性最优控制
高登巍
罗建军
马卫华
康志宇
陈晓光
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
14
下载PDF
职称材料
2
分布式航天器编队约定时间姿轨耦合协同控制
刘岩
曹璐
秦开宇
肖冰
施孟佶
李维豪
《控制理论与应用》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
3
航天器编队姿态与轨道耦合协同控制器设计
张翀
王彦恺
《新型工业化》
2014
4
下载PDF
职称材料
4
考虑性能约束的航天器近距离悬停控制
张博翔
王理想
王辉
张彦鑫
《南京信息工程大学学报（自然科学版）》
CAS
北大核心
2021
1
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职称材料
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