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对地观测卫星姿态控制系统效能评估方法 被引量:1
1
作者 曹寅 程月华 +2 位作者 高波 张燕华 徐贵力 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1655-1664,共10页
卫星系统效能评估问题,是卫星提高工作效率和卫星方案优化设计的基础。以对地观测卫星姿态控制系统作为效能评估的对象,通过对卫星的任务需求进行分析,建立对地观测卫星姿态控制系统效能评估指标体系;基于灰色关联分析相关理论,引入熵... 卫星系统效能评估问题,是卫星提高工作效率和卫星方案优化设计的基础。以对地观测卫星姿态控制系统作为效能评估的对象,通过对卫星的任务需求进行分析,建立对地观测卫星姿态控制系统效能评估指标体系;基于灰色关联分析相关理论,引入熵权法计算指标权重,建立效能评估模型,计算得到综合灰色关联度,实现卫星姿态控制系统效能评估;通过数据验证所建体系具有可实现性与实用性。 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 效能评估 灰色关联分析 熵权法 对地观测卫星
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卫星姿态控制系统的可重构性分析 被引量:17
2
作者 樊雯 程月华 +1 位作者 姜斌 刘文静 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期185-191,共7页
针对执行机构和传感器故障情况,将可重构性的概念引入卫星姿态控制系统,并提出可重构性评价方案来分析某一配置下的卫星姿态控制系统的在轨可重构性。首先,针对线性化系统模型,根据执行机构配置分析故障后系统的可控性及控制能耗,并利... 针对执行机构和传感器故障情况,将可重构性的概念引入卫星姿态控制系统,并提出可重构性评价方案来分析某一配置下的卫星姿态控制系统的在轨可重构性。首先,针对线性化系统模型,根据执行机构配置分析故障后系统的可控性及控制能耗,并利用可控性格兰姆矩阵的最小特征值给出系统的可重构性度量指标。其次,针对某一传感器配置,从系统级的角度分析系统的可观性与可重构性之间的关系。在此基础上,给出整个卫星姿态控制系统的可重构性评价方案。最后针对某一配置的卫星姿态控制系统模型进行仿真分析,说明该方案的有效性。 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 可重构性 容错控制
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卫星姿态控制系统故障重构观测器设计 被引量:14
3
作者 贾庆贤 张迎春 +1 位作者 陈雪芹 李化义 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期442-450,共9页
对于卫星姿态控制系统,提出一种基于PD型学习观测器(Learning observer,LO)的系统故障重构方法。在P型LO的学习算法基础上引入测量输出估计误差的微分项,设计了一种PD型LO,估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,快速精确重构卫星执行机构... 对于卫星姿态控制系统,提出一种基于PD型学习观测器(Learning observer,LO)的系统故障重构方法。在P型LO的学习算法基础上引入测量输出估计误差的微分项,设计了一种PD型LO,估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,快速精确重构卫星执行机构故障。给出了所提观测器的稳定性条件,并基于线性矩阵不等式技术提出一种系统化PD型LO设计方法。进一步,将所提PD型LO设计扩展用于卫星姿态敏感器故障的快速重构。最后,将所提方法应用于微小卫星推力器故障重构和陀螺故障重构,仿真结果校验了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 故障重构 学习观测器 线性矩阵不等式
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使用单框架控制力矩陀螺的空间站姿态控制系统建模与仿真 被引量:18
4
作者 汤亮 贾英宏 徐世杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期126-131,共6页
研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)的空间站的姿态控制。完成空间站在轨三轴稳定飞行模式下的动力学和执行机构的建模。基于最小二乘意义下的伪逆原理设计了 SGCMGs的控制律。对于框架构形的隐奇异 ,采用零运动躲避的算法。同时建... 研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)的空间站的姿态控制。完成空间站在轨三轴稳定飞行模式下的动力学和执行机构的建模。基于最小二乘意义下的伪逆原理设计了 SGCMGs的控制律。对于框架构形的隐奇异 ,采用零运动躲避的算法。同时建立了框架电机的动力学、干扰和控制器的仿真模型。提出了适合工程应用的SGCMGs构形显奇异和饱和奇异的工程性的判断条件及卸载方法。为了探讨伺服机构对系统响应特性的影响 ,进行了分系统级的仿真。仿真模型中包括了空间环境力矩、敏感器及姿态确定模型。仿真中使用了五棱锥构形的SGCMGs,这种构形具有好的冗余度和大的角动量包络。仿真结果验证了五棱锥构形 展开更多
关键词 空间站 姿态控制系统 单框架控制力矩陀螺 敏感器 建模 仿真
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基于多状态故障的卫星姿态控制系统剩余寿命预测方法 被引量:8
5
作者 祁海铭 程月华 +2 位作者 姜斌 陆宁云 邢琰 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期29-36,共8页
针对具体的卫星姿态控制系统配置,在对系统可重构性分析的基础上,考虑系统的多状态故障,详细分析系统可能发生的功能模块故障类型,并按故障等级对系统进行故障状态划分;针对系统故障状态间存在的转移关系,通过Kaplan-Meier估计器和极大... 针对具体的卫星姿态控制系统配置,在对系统可重构性分析的基础上,考虑系统的多状态故障,详细分析系统可能发生的功能模块故障类型,并按故障等级对系统进行故障状态划分;针对系统故障状态间存在的转移关系,通过Kaplan-Meier估计器和极大似然估计方法对故障状态间转移概率模型进行估计,在此基础上建立系统的Petri网预测模型,并根据蒙特卡洛思想对模型进行大量仿真,从而实现对卫星姿态控制系统剩余寿命的离线预测和在线预测。仿真结果验证了该方法的合理性。 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 系统寿命预测 多故障状态 可重构性
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卫星姿态控制系统鲁棒故障诊断方法 被引量:7
6
作者 贾庆贤 张迎春 +1 位作者 李化义 李葆华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期19-22,共4页
针对卫星姿控系统的鲁棒故障诊断问题,在未知输入观测器(UIO)基础上,提出利用非线性未知输入观测器(NUIO)对执行机构和敏感器故障诊断.考虑姿控系统存在外部干扰以及系统不确定性,建立姿控系统非线性模型,设计NUIO对部分干扰和系统不确... 针对卫星姿控系统的鲁棒故障诊断问题,在未知输入观测器(UIO)基础上,提出利用非线性未知输入观测器(NUIO)对执行机构和敏感器故障诊断.考虑姿控系统存在外部干扰以及系统不确定性,建立姿控系统非线性模型,设计NUIO对部分干扰和系统不确定性解耦,令未解耦部分到系统残差H∝范数作为性能指标使之最优,运用线性矩阵不等式(LMI)求解观测器增益矩阵.最后,对执行机构和敏感器发生突变故障和缓变故障进行诊断仿真,结果验证此方法的有效性. 展开更多
关键词 姿态控制系统(ACS) NUIO H∞控制 LMI 鲁棒故障诊断
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SZ-7伴星姿态控制系统设计及在轨试验 被引量:5
7
作者 李东 朱振才 +3 位作者 张锐 陈宏宇 张静 万松 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期495-501,共7页
中国SZ-7飞船伴星(BX-1)姿态控制系统已在轨正常运行一年多,圆满地完成了各项任务。至2009年10月所有部件工作正常,运行稳定。在轨运行期间伴星控制系统表现出良好的特性,与同类卫星控制系统相比,伴星控制系统具有体积小、质量轻、多任... 中国SZ-7飞船伴星(BX-1)姿态控制系统已在轨正常运行一年多,圆满地完成了各项任务。至2009年10月所有部件工作正常,运行稳定。在轨运行期间伴星控制系统表现出良好的特性,与同类卫星控制系统相比,伴星控制系统具有体积小、质量轻、多任务、高安全性、高机动性等特点,分析并总结伴星姿控系统对于丰富小卫星控制系统设计经验,提高设计水平具有重要的意义,对今后类似小卫星平台的设计具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 微小卫星 神舟七号 姿态控制系统 在轨试验
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卫星姿态控制系统执行器故障检测与分离 被引量:6
8
作者 王振华 张淼 沈毅 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期72-76,共5页
针对卫星姿态控制系统,提出一种基于未知输入观测器的执行器故障检测与分离方法.通过将指定的故障视为未知输入,设计未知输入观测器使得残差向量对指定的故障不敏感,同时保持对其他故障的敏感性,从而实现执行器故障的检测与分离.本文将... 针对卫星姿态控制系统,提出一种基于未知输入观测器的执行器故障检测与分离方法.通过将指定的故障视为未知输入,设计未知输入观测器使得残差向量对指定的故障不敏感,同时保持对其他故障的敏感性,从而实现执行器故障的检测与分离.本文将未知输入观测器设计问题转化为一组线性矩阵不等式(LMI),可以通过LMI工具箱方便地求解.最后,将所提出的方法用于卫星姿态控制系统,仿真结果表明了该方法能快速准确地诊断执行器故障. 展开更多
关键词 姿态控制系统 故障检测与分离 线性矩阵不等式 未知输入观测器 卫星
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挠性飞行器飞轮姿态控制系统设计 被引量:4
9
作者 耿云海 崔祜涛 +1 位作者 崔海英 杨涤 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期55-58,共4页
针对带有大型太阳帆板的挠性空间飞行器动力学特性十分复杂的特点 ,通过合理的假设 ,采用单轴解耦分析姿态控制系统稳定性问题。采用极点配置法 ,按照刚体卫星设计系统PID参数 ,利用根轨迹 ,确定按刚体卫星参数设计的系统能使挠性空间... 针对带有大型太阳帆板的挠性空间飞行器动力学特性十分复杂的特点 ,通过合理的假设 ,采用单轴解耦分析姿态控制系统稳定性问题。采用极点配置法 ,按照刚体卫星设计系统PID参数 ,利用根轨迹 ,确定按刚体卫星参数设计的系统能使挠性空间飞行器控制系统具有渐近稳定性的充分条件 ;推导系统参数间的关系式 ,分析挠性空间飞行器主轴姿态控制系统稳定性问题。最后 ,通过仿真验证了系统的性能。 展开更多
关键词 挠性结构 飞行器 姿态控制系统
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单轴飞轮储能/姿态控制系统的仿真研究 被引量:5
10
作者 韩邦成 房建成 吴一辉 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期2511-2515,共5页
说明了集成化储能与姿态控制系统的工作原理,提出了一种由两反转飞轮系统及气浮转台组成的单轴飞轮储能/姿态控制系统的原理实验装置,对姿态与DC总线电压控制进行了解耦,通过各子系统模型建立了系统的数学模型。通过仿真证明了利用两反... 说明了集成化储能与姿态控制系统的工作原理,提出了一种由两反转飞轮系统及气浮转台组成的单轴飞轮储能/姿态控制系统的原理实验装置,对姿态与DC总线电压控制进行了解耦,通过各子系统模型建立了系统的数学模型。通过仿真证明了利用两反转飞轮系统可以实现电能与动能之间的相互转化,并在能量转化的同时实现了气浮转台角度的控制,对于集成化能量与姿态控制系统实验样机的研制具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 集成化储能与姿态控制系统 储能飞轮 姿态控制 计算机仿真
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卫星姿态控制系统在轨实时健康评估 被引量:9
11
作者 宋飞 秦世引 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1581-1588,共8页
面向航天器在轨智能自主管控的技术需求,提出一种基于多级模糊综合评价架构的卫星姿态控制系统的在轨实时健康评估方法.根据卫星姿态控制系统的性能特点,按实际功能将其划分为姿态测量、控制器和执行机构3个部分.在确定各部分单元部件... 面向航天器在轨智能自主管控的技术需求,提出一种基于多级模糊综合评价架构的卫星姿态控制系统的在轨实时健康评估方法.根据卫星姿态控制系统的性能特点,按实际功能将其划分为姿态测量、控制器和执行机构3个部分.在确定各部分单元部件健康信息的基础上,基于模糊综合评价算法对各部分的健康度分别进行评估.基于评估所得到的姿态测量、控制器和执行机构3部分健康信息,根据各部分对系统健康的影响情况结合变权综合原理确定健康影响权重,采用模糊综合评价算法实现对姿态控制系统整体健康性能的综合评估.仿真实验结果表明,所提出的方法能够有效实现卫星姿态控制系统的在轨实时健康评估. 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 在轨实时健康评估 多级模糊综合评价 变权综合原理
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某型地地导弹姿态控制系统校正网络的设计 被引量:3
12
作者 许哲 许化龙 +1 位作者 王宏力 曲从善 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2004年第S9期466-467,470,共3页
首先介绍了校正网络的设计方法,利用综合法设计了某型地地导弹改型后的姿态控制系统的校正网络。利用对数频率稳定判据,分析了闭环系统在校正网络作用下的稳定性。另外通过和导弹原型的姿态控制系统的动态特性相比较,得出了比较一致的... 首先介绍了校正网络的设计方法,利用综合法设计了某型地地导弹改型后的姿态控制系统的校正网络。利用对数频率稳定判据,分析了闭环系统在校正网络作用下的稳定性。另外通过和导弹原型的姿态控制系统的动态特性相比较,得出了比较一致的结果。因此,通过综合法设计出的校正网络是可取的,可以确保导弹姿态运动的稳定性。 展开更多
关键词 姿态控制系统 校正网络 传递函数
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飞行器模型参考变结构姿态控制系统设计 被引量:3
13
作者 郭建国 周凤岐 周军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期3-5,共3页
设计出非线性系统跟踪线性参考模型系统的新的模型参考的变结构控制系统。在此基础上,设计了飞行器模型参考变结构姿态控制系统,并严格证明了系统状态在滑动模态的稳定性。最后的数字仿真验证所提出的方法的正确性和有效性。
关键词 姿态控制系统 模型参考变结构控制 非线性
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卫星姿态控制系统的故障可诊断性评价研究 被引量:8
14
作者 李文博 王大轶 刘成瑞 《空间控制技术与应用》 2014年第5期8-13,共6页
在不依赖任何诊断算法的前提下,对卫星姿态控制系统中传感器和执行器的故障可诊断性进行评价,旨在将提高系统故障诊断能力的工作重点前移到设计阶段.由于反馈控制的存在,导致故障会在整个系统中进行传播,使得单故障源表现出多异常征兆,... 在不依赖任何诊断算法的前提下,对卫星姿态控制系统中传感器和执行器的故障可诊断性进行评价,旨在将提高系统故障诊断能力的工作重点前移到设计阶段.由于反馈控制的存在,导致故障会在整个系统中进行传播,使得单故障源表现出多异常征兆,这给闭环系统的故障诊断带来极大挑战.将故障视作扩展状态,并考虑模型不确定性,得到卫星姿态闭环控制系统的状态空间模型;根据可观测性判据,给出并证明考虑建模不确定性的加性故障和乘性故障可诊断性条件.所得相关结论可为卫星姿态控制系统设计提供理论参考依据. 展开更多
关键词 卫星姿态控制系统 闭环系统 模型不确定性 加性故障 乘性故障
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空间站基于动量管理的集成能量与姿态控制系统 被引量:2
15
作者 周黎妮 李海阳 唐国金 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2151-2158,共8页
研究了使用飞轮和变速控制力矩陀螺的空间站基于动量管理的集成能量与姿态控制系统(IntegratedPower and Attitude Control System IPACS)。设计了使用飞轮和变速控制力矩陀螺的空间站基于动量管理的IPACS框架,通过仿真验证了基于动量... 研究了使用飞轮和变速控制力矩陀螺的空间站基于动量管理的集成能量与姿态控制系统(IntegratedPower and Attitude Control System IPACS)。设计了使用飞轮和变速控制力矩陀螺的空间站基于动量管理的IPACS框架,通过仿真验证了基于动量管理的IPACS的有效性,以及相对于单独的IPACS的优越性,同时变速控制力矩陀螺因同时具备飞轮和框架力矩陀螺的特点更适用于空间站长期在轨的姿态控制和能量存储要求。 展开更多
关键词 飞轮 变速控制力矩陀螺 动量管理 集成能量与姿态控制系统
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基于参数摄动的导弹姿态控制系统新型精度分析方法 被引量:2
16
作者 蒋瑞民 周军 +1 位作者 郭建国 王国庆 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期560-564,共5页
针对协方差分析描述函数法(Covariance Analysis Describing Function Technique,CADET)在分析存在内部参数摄动的不确定系统时精度不高的问题,提出了一种分析存在内部参数摄动的导弹姿态控制系统新型精度分析方法。结合传统的CADET方法... 针对协方差分析描述函数法(Covariance Analysis Describing Function Technique,CADET)在分析存在内部参数摄动的不确定系统时精度不高的问题,提出了一种分析存在内部参数摄动的导弹姿态控制系统新型精度分析方法。结合传统的CADET方法,对含有参数摄动的广义非线性项进行统计线性化,得到状态均值和协方差的增广传播方程,采用改进的CADET方法对某型号导弹的姿态控制系统进行了数学仿真。仿真结果表明了改进的CADET方法可快速、有效分析存在外部干扰和内部参数摄动系统的精度。 展开更多
关键词 精度分析 参数摄动系统 改进的协方差分析描述函数法 姿态控制系统
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基于多元统计的卫星姿态控制系统故障诊断 被引量:3
17
作者 苏林 尚朝轩 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1981-1985,2005,共6页
能够对姿态控制系统的故障进行快速准确的诊断是卫星等航天器安全运行的重要保障之一。通过分析卫星姿态控制系统的数据特点,采用主元分析法对敏感器进行故障诊断。经分析,主元分析法不仅能快速检测出故障,还可以辨识出故障类型;并提出... 能够对姿态控制系统的故障进行快速准确的诊断是卫星等航天器安全运行的重要保障之一。通过分析卫星姿态控制系统的数据特点,采用主元分析法对敏感器进行故障诊断。经分析,主元分析法不仅能快速检测出故障,还可以辨识出故障类型;并提出利用均值贡献率方法进行故障隔离,减少传统故障隔离法出现的误诊问题。通过对各敏感器典型故障的仿真分析验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 多元统计 主元分析 卫星姿态控制系统 故障诊断 仿真分析
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导弹姿态控制系统分布式仿真研究 被引量:1
18
作者 许哲 侯书铭 +2 位作者 许化龙 侯小林 黄家彬 《电光与控制》 北大核心 2005年第3期12-14,共3页
 以某型地地导弹为研究对象,简要介绍了导弹姿态控制系统的功能、原理及分布式仿真方法,并根据导弹姿态控制系统组成特点搭建了分布式仿真回路,回路由嵌入式计算机和现场总线组成。仿真回路包含5个结点,结点之间通过CAN总线连接。在此...  以某型地地导弹为研究对象,简要介绍了导弹姿态控制系统的功能、原理及分布式仿真方法,并根据导弹姿态控制系统组成特点搭建了分布式仿真回路,回路由嵌入式计算机和现场总线组成。仿真回路包含5个结点,结点之间通过CAN总线连接。在此基础上进行了导弹姿态控制系统分布式仿真试验,对导弹整个主动段的飞行姿态进行了仿真计算,并对仿真结果进行了分析,证明导弹在整个主动段的飞行运动是稳定的。试验也验证了数据在总线上传输的可靠性。 展开更多
关键词 分布式仿真 姿态控制系统 嵌入式计算机 现场总线
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姿态控制系统安全阀排放研究 被引量:1
19
作者 王定军 王新建 +1 位作者 方吉汉 张盟 《火箭推进》 CAS 2008年第3期31-34,共4页
恒压挤压式姿态控制系统一般采用压力调节器对气瓶中的高压气体进行调节,并采用安全阀保证系统的安全。设计时一般保证压力调节器节流口在任何情况下均为临界截面,气体通过压力调节器节流口后压力降低,一般远高于大气压力。由于节流口... 恒压挤压式姿态控制系统一般采用压力调节器对气瓶中的高压气体进行调节,并采用安全阀保证系统的安全。设计时一般保证压力调节器节流口在任何情况下均为临界截面,气体通过压力调节器节流口后压力降低,一般远高于大气压力。由于节流口后气流涡流和管路摩擦的作用,气流在到达安全阀排放口后,仍然为临界流动状态。因此,可以采用收缩喷嘴节流公式计算压力调节器节流口和安全阀排放口的压力和流量参数。根据该数学模型,计算了姿态控制系统安全阀前气体压力和流量,试验结果表明所采用的计算方法可行。 展开更多
关键词 姿态控制系统 压力调节器 安全阀 排放
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基于自适应控制的球载吊篮姿态控制系统鲁棒性优化策略 被引量:1
20
作者 王鸿辉 袁朝辉 何长安 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期309-314,共6页
平流层球载吊篮姿态控制系统属于一类典型的非匹配不确定非线性系统,通过自适应PID控制方法的应用,在一定程度上改善了控制系统控制器的控制性能。但由于其缺乏稳定性分析及参数确定困难,限制了其进一步的应用。为此,提出一种新型多滑... 平流层球载吊篮姿态控制系统属于一类典型的非匹配不确定非线性系统,通过自适应PID控制方法的应用,在一定程度上改善了控制系统控制器的控制性能。但由于其缺乏稳定性分析及参数确定困难,限制了其进一步的应用。为此,提出一种新型多滑模控制方法对该控制器进行鲁棒性优化设计,不仅降低了不确定参数下控制器的复杂性,且使其对非线性、参数时变或摄动、不确定性以及外干扰等具有较强鲁棒性,自适应PID控制器的控制精度也得到了有效提高。 展开更多
关键词 姿态控制系统 自适应PID控制 不确定非线性系统 多滑模 鲁棒性
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