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基于滚动优化和微分Theta-D方法的快速绕飞航天器姿轨协同控制
被引量：
6
1
作者
朱志斌
李果
+1 位作者
何英姿
魏春岭
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期167-174,共8页
针对近距离快速绕飞的视线保持要求和姿轨耦合特点,研究航天器姿轨协同最优控制方法。建立了六自由度相对运动耦合非线性模型,偏心推力矢量同时提供位置和姿态控制能力;考虑到近距离相对运动对动态性能的高精度要求,不同于无限时域经典T...
针对近距离快速绕飞的视线保持要求和姿轨耦合特点,研究航天器姿轨协同最优控制方法。建立了六自由度相对运动耦合非线性模型,偏心推力矢量同时提供位置和姿态控制能力;考虑到近距离相对运动对动态性能的高精度要求,不同于无限时域经典Theta-D方法,提出了一种包含终端状态约束的滚动优化有限时域最优控制快速解算方法,推导了中间过程微分Riccati方程和微分Lyapunov方程的横截条件。控制器设计充分考虑了有限脉冲小推力器和有限力矩输出装置的约束。对近距离快速绕飞的仿真结果说明了方法的有效性,所提方法在保证相对运动稳定和动态性能的前提下控制输出幅值小,具有工程实际意义。
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关键词
快速绕飞
姿轨协同控制
微分Theta-D最优
控制
器
修正罗德里格参数
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职称材料
基于滚动优化的模块航天器姿轨协同控制
被引量：
2
2
作者
朱志斌
李果
+1 位作者
何英姿
魏春岭
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2011年第2期1-8,共8页
在近程导引段,采用偏心连续小推力矢量推进器和力矩输出装置,实现对特定目标的直线逼近、绕飞,同时完成轨道控制和视线姿态稳定。基于T-H方程和误差四元数建立相对姿轨耦合动力学模型,分别对直线逼近段和绕飞段设计相对位置期望轨线,期...
在近程导引段,采用偏心连续小推力矢量推进器和力矩输出装置,实现对特定目标的直线逼近、绕飞,同时完成轨道控制和视线姿态稳定。基于T-H方程和误差四元数建立相对姿轨耦合动力学模型,分别对直线逼近段和绕飞段设计相对位置期望轨线,期望姿态由视线方向计算得到。经典θ-D方法仅在起点处线性化动力学方程,稳定邻域范围有限,不能满足逼近和绕飞相对状态大范围变化的要求。因此基于滚动优化思想,提出分段线性化θ-D次优控制器设计方法,实现相对运动姿轨协同控制。其中姿态直接采用误差四元数矢量部分作状态反馈,降维处理姿轨耦合状态方程。仿真结果表明了该方法的有效性和实用性。
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关键词
姿轨协同控制
滚动优化
视线稳定
误差四元数
航天器
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职称材料
航天器编队的六自由度循环追踪协同控制
被引量：
11
3
作者
罗建军
周亮
+1 位作者
蒋祺祺
张博
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期166-175,共10页
针对航天器编队的姿轨协同控制问题,提出一种使用循环追踪策略的六自由度(6-DOF)协同控制方法。首先,结合Lagrangian形式的姿态动力学和轨道动力学方程,建立航天器编队的六自由度相对运动模型;然后,以线性双积分系统的循环追踪算法为基...
针对航天器编队的姿轨协同控制问题,提出一种使用循环追踪策略的六自由度(6-DOF)协同控制方法。首先,结合Lagrangian形式的姿态动力学和轨道动力学方程,建立航天器编队的六自由度相对运动模型;然后,以线性双积分系统的循环追踪算法为基础,分别设计可跟踪动态目标的循环追踪算法和航天器匹配自然周期相对运动的循环追踪算法。综合上述两种算法,设计航天器编队六自由度协同控制的循环追踪算法。该算法可实现航天器编队空间圆构型初始化,跟踪动态的期望姿态和相对运动。仿真结果证明了所提出的航天器编队六自由度协同控制的循环追踪算法的有效性。
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关键词
航天器编队
循环追踪
六自由度
姿轨协同控制
Lagrangian方程
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职称材料
题名
基于滚动优化和微分Theta-D方法的快速绕飞航天器姿轨协同控制
被引量：
6
1
作者
朱志斌
李果
何英姿
魏春岭
机构
北京控制工程研究所
空间智能控制技术国家级重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期167-174,共8页
基金
国家自然科学基金(10872028)
中国博士后科学基金(20100470397)
+1 种基金
CAST创新基金(20090703)
国家863高技术计划支持项目
文摘
针对近距离快速绕飞的视线保持要求和姿轨耦合特点,研究航天器姿轨协同最优控制方法。建立了六自由度相对运动耦合非线性模型,偏心推力矢量同时提供位置和姿态控制能力;考虑到近距离相对运动对动态性能的高精度要求,不同于无限时域经典Theta-D方法,提出了一种包含终端状态约束的滚动优化有限时域最优控制快速解算方法,推导了中间过程微分Riccati方程和微分Lyapunov方程的横截条件。控制器设计充分考虑了有限脉冲小推力器和有限力矩输出装置的约束。对近距离快速绕飞的仿真结果说明了方法的有效性,所提方法在保证相对运动稳定和动态性能的前提下控制输出幅值小,具有工程实际意义。
关键词
快速绕飞
姿轨协同控制
微分Theta-D最优
控制
器
修正罗德里格参数
Keywords
Fast fly-around
Cooperative translation and attitude control
Differential Theta-D optimal controller
Modified Rodrigues Parameter（MRP）
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
基于滚动优化的模块航天器姿轨协同控制
被引量：
2
2
作者
朱志斌
李果
何英姿
魏春岭
机构
北京控制工程研究所
空间智能控制技术国家级重点实验室
出处
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2011年第2期1-8,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(10872028)
国家863高科技计划资助项目
+1 种基金
中国博士后科学基金资助项目(20100470397)
CAST创新基金资助项目(20090703)
文摘
在近程导引段,采用偏心连续小推力矢量推进器和力矩输出装置,实现对特定目标的直线逼近、绕飞,同时完成轨道控制和视线姿态稳定。基于T-H方程和误差四元数建立相对姿轨耦合动力学模型,分别对直线逼近段和绕飞段设计相对位置期望轨线,期望姿态由视线方向计算得到。经典θ-D方法仅在起点处线性化动力学方程,稳定邻域范围有限,不能满足逼近和绕飞相对状态大范围变化的要求。因此基于滚动优化思想,提出分段线性化θ-D次优控制器设计方法,实现相对运动姿轨协同控制。其中姿态直接采用误差四元数矢量部分作状态反馈,降维处理姿轨耦合状态方程。仿真结果表明了该方法的有效性和实用性。
关键词
姿轨协同控制
滚动优化
视线稳定
误差四元数
航天器
Keywords
Cooperative translation and attitude control Iterative optimization Light of sight stabilization Error quaternion Spacecraft
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
航天器编队的六自由度循环追踪协同控制
被引量：
11
3
作者
罗建军
周亮
蒋祺祺
张博
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
深圳大学机电与控制工程学院
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第2期166-175,共10页
基金
国家自然科学基金(11072194
61690211)
文摘
针对航天器编队的姿轨协同控制问题,提出一种使用循环追踪策略的六自由度(6-DOF)协同控制方法。首先,结合Lagrangian形式的姿态动力学和轨道动力学方程,建立航天器编队的六自由度相对运动模型;然后,以线性双积分系统的循环追踪算法为基础,分别设计可跟踪动态目标的循环追踪算法和航天器匹配自然周期相对运动的循环追踪算法。综合上述两种算法,设计航天器编队六自由度协同控制的循环追踪算法。该算法可实现航天器编队空间圆构型初始化,跟踪动态的期望姿态和相对运动。仿真结果证明了所提出的航天器编队六自由度协同控制的循环追踪算法的有效性。
关键词
航天器编队
循环追踪
六自由度
姿轨协同控制
Lagrangian方程
Keywords
Spacecraft formation flying
Cyclic pursuit
6 degree of freedom（6-DOF）
Attitude and orbit coordinated control
Lagrangian equations
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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于滚动优化和微分Theta-D方法的快速绕飞航天器姿轨协同控制
朱志斌
李果
何英姿
魏春岭
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于滚动优化的模块航天器姿轨协同控制
朱志斌
李果
何英姿
魏春岭
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2011
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
航天器编队的六自由度循环追踪协同控制
罗建军
周亮
蒋祺祺
张博
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
11
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职称材料
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