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小天体柔性着陆器姿轨耦合智能控制
1
作者 孙一勇 郑鹤鸣 +2 位作者 翟光 李杰 王妍欣 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期265-273,共9页
针对小天体复杂摄动环境以及着陆器柔性变形作用力建模不准确对小天体着陆造成的不利影响,提出一种基于最大熵强化学习的柔性小天体着陆器姿轨耦合智能控制方法。建立考虑柔性变形作用力等效轨道的动力学模型,并采用基准面法表征具有复... 针对小天体复杂摄动环境以及着陆器柔性变形作用力建模不准确对小天体着陆造成的不利影响,提出一种基于最大熵强化学习的柔性小天体着陆器姿轨耦合智能控制方法。建立考虑柔性变形作用力等效轨道的动力学模型,并采用基准面法表征具有复杂形变特点的柔性着陆器姿态,从而构建用于智能控制器训练的姿轨耦合动力学环境。根据最大熵强化学习理论的软动作−评价(Soft Actor-Critic,SAC)算法,设计了采用深度神经网络架构的姿轨耦合智能控制器,各个推力器通过自适应输出推力,在保持着陆器姿态稳定的同时高精度跟踪导航轨迹。对控制器部署实际任务后的着陆过程进行了仿真,结果表明,与经典的PD控制方法相比,提出的姿轨耦合智能控制方法具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 小天体着陆 柔性着陆器 深度强化学习 姿轨耦合控制
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在轨服务航天器的制导、导航与控制关键技术 被引量：1
2
作者 刘付成 韩飞 +2 位作者 孙玥 武海雷 曹姝清 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期849-860,869,共13页
在轨服务航天器的制导、导航与控制是保障任务完成的核心关键,根据其典型核心任务流程,梳理出了翻滚目标超近立体视觉测量、翻滚目标姿轨耦合逼近路径规划与控制、非合作目标柔顺捕获控制、组合体稳定控制四项关键技术。提出了基于深度... 在轨服务航天器的制导、导航与控制是保障任务完成的核心关键,根据其典型核心任务流程,梳理出了翻滚目标超近立体视觉测量、翻滚目标姿轨耦合逼近路径规划与控制、非合作目标柔顺捕获控制、组合体稳定控制四项关键技术。提出了基于深度学习的目标典型部位精细感知、基于虚拟域逆动力学的优化轨迹、间接估计辅助的图像视觉伺服控制、基于位置控制内环的阻抗控制等方法,实现了组合体航天器精确导航、制导与控制,利用气浮平台、六自由度运动模拟器进行了地面试验验证,组合体三轴控制精度为0.2°。最后对在轨服务航天器未来发展进行了展望,以期为该方向的后续研究提供参考。 展开更多
关键词 在轨服务 立体视觉测量 姿轨耦合 非合作目标柔顺捕获 组合体控制
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旋转目标的多星协同近距离姿轨耦合控制 被引量：2
3
作者 徐影 张进 《动力学与控制学报》 2021年第2期22-31,共10页
针对多星快速绕飞与同步逼近吸附旋转目标的近距离协同操作任务,首先,考虑旋转目标、观测星和逼近星的大小及形状,基于相对轨道和相对姿态动力学模型,分析设计了适用于空间任意方位的期望绕飞平面和期望姿态指向:观测星期望姿态保持观... 针对多星快速绕飞与同步逼近吸附旋转目标的近距离协同操作任务,首先,考虑旋转目标、观测星和逼近星的大小及形状,基于相对轨道和相对姿态动力学模型,分析设计了适用于空间任意方位的期望绕飞平面和期望姿态指向:观测星期望姿态保持观测设备始终指向旋转目标,逼近星期望姿态保持与目标星姿态同步;然后,考虑碰撞规避,推导了基于误差四元数和误差角速度反馈的比例-微分控制律以及一种基于人工势场法的近距离安全制导控制方法,通过二者相结合对相对姿态及相对轨道进行控制;最后,通过3星观测、2星逼近的近距离操作问题对提出的方法进行测试.仿真结果表明,3颗观测星均能够成功躲避其它卫星碰撞,并沿着期望的轨道运行,2颗逼近星能够同时安全逼近,并吸附到目标表面设定位置,观测星和逼近星实际姿态均能快速收敛到期望值,验证了提出控制方法的有效性. 展开更多
关键词 多星协同 近距离操作 快速绕飞 逼近 碰撞规避 姿轨耦合控制
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航天器非奇异自适应终端滑模姿轨联合控制 被引量：1
4
作者 潘菲 朱宏玉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1354-1362,共9页
为了实现航天器姿态与轨道的同步控制,提出了一种航天器姿态与轨道联合控制的非奇异自适应终端滑模控制律。首先,建立了航天器姿轨耦合运动的对偶四元数模型;其次,提出了一种姿轨联合跟踪控制的非奇异终端滑模控制律,并设计了自适应控... 为了实现航天器姿态与轨道的同步控制,提出了一种航天器姿态与轨道联合控制的非奇异自适应终端滑模控制律。首先,建立了航天器姿轨耦合运动的对偶四元数模型;其次,提出了一种姿轨联合跟踪控制的非奇异终端滑模控制律,并设计了自适应控制律以改善质量特性不确定性的影响,利用李雅普诺夫函数证明了所提控制律的稳定性;最后,绕飞小行星的跟踪控制仿真算例表明了控制律的有效性。结果表明:所提控制律具有较高的控制精度,能够在有限时间内收敛,仿真过程中不存在奇异点,抑制了质量特性的不确定性对控制的影响,且对滑模的抖振特性有抑制效果。 展开更多
关键词 对偶四元数 姿轨联合控制 有限时间控制 非奇异终端滑模 自适应控制
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航天器月球轨道交会平移靠拢段姿轨耦合控制研究
5
作者 尹军用 陈欢龙 +1 位作者 颜根廷 胡震宇 《上海航天》 2016年第1期23-28,共6页
针对月球轨道交会平移靠拢段航天器姿态与轨道间的耦合作用,建立了目标与追踪航天器相对位置和相对姿态耦合的动力学模型,基于反馈线性化理论,设计了姿轨耦合的控制律。考虑月球非球形项摄动,地球、太阳的第三体引力摄动,以及追踪航天... 针对月球轨道交会平移靠拢段航天器姿态与轨道间的耦合作用,建立了目标与追踪航天器相对位置和相对姿态耦合的动力学模型,基于反馈线性化理论,设计了姿轨耦合的控制律。考虑月球非球形项摄动,地球、太阳的第三体引力摄动,以及追踪航天器和目标航天器的重力梯度干扰力矩等因素进行了仿真,结果表明:该控制律可行且有效。 展开更多
关键词 月球轨道 交会 平移靠拢 姿轨耦合 相对位置 相对姿态 控制律
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基于对偶四元数的航天器姿轨耦合动力学分析 被引量：1
6
作者 何通杰 宋晓娟 吴涛涛 《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》 2022年第6期516-522,共7页
航天器在空间交会对接等近距离逼近任务中存在姿轨耦合,严重干扰了航天器的控制精度,传统的建模方式在模型中无法准确描述姿轨耦合,对此基于对偶四元数和螺旋理论建立航天器姿轨耦合动力学模型,分析了航天器姿态和轨道运动中的耦合因素... 航天器在空间交会对接等近距离逼近任务中存在姿轨耦合,严重干扰了航天器的控制精度,传统的建模方式在模型中无法准确描述姿轨耦合,对此基于对偶四元数和螺旋理论建立航天器姿轨耦合动力学模型,分析了航天器姿态和轨道运动中的耦合因素,对所建立模型采用PD控制进行航天器姿态和轨道的一体化控制,基于Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。模型数值仿真结果表明,相对姿态和轨道均能在较短时间内收敛到稳定状态,可为上述空间任务提供工程参考。 展开更多
关键词 姿轨耦合 对偶四元数 动力学模型 一体化控制
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