航天器绕飞逼近翻滚目标运动再现的姿轨控制 被引量：3

1

作者 孙施浩 贾英民 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期818-826,共9页

为了研究地面试验环境下实现航天器捕获失控翻滚目标运动再现的姿轨控制问题,首先,建立了适用于实验验证的六自由度姿轨联合相似模型,可满足实验场地大小、机构速度和运行时间等约束;其次,基于多项式函数设计了有限时间收敛且动态性能... 为了研究地面试验环境下实现航天器捕获失控翻滚目标运动再现的姿轨控制问题,首先,建立了适用于实验验证的六自由度姿轨联合相似模型,可满足实验场地大小、机构速度和运行时间等约束;其次,基于多项式函数设计了有限时间收敛且动态性能良好的绕飞逼近参考轨迹,并利用反步法给出了姿轨联合控制律,证明了相似闭环系统的稳定性。通过仿真算例说明了基于运动再现的姿轨控制方法是有效的。 展开更多

关键词 运动再现 相似理论 绕飞 翻滚 姿轨控制 航天器

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小天体柔性着陆器姿轨耦合智能控制

2

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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分布式航天器编队约定时间姿轨耦合协同控制 被引量：1

3

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. 展开更多

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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一种挠性航天器的对偶四元数姿轨耦合控制方法 被引量：16

4

作者 杨一岱 荆武兴 张召 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期946-956,共11页

为解决复杂的挠性航天器的姿轨控制问题,对于挠性航天器的姿轨耦合动力学建模与控制展开研究。基于对偶四元数原理,推导给出一套挠性航天器的姿轨一体化动力学模型。此种模型能够紧凑描述航天器的轨道和姿态,且能够自动引入航天器平动... 为解决复杂的挠性航天器的姿轨控制问题,对于挠性航天器的姿轨耦合动力学建模与控制展开研究。基于对偶四元数原理,推导给出一套挠性航天器的姿轨一体化动力学模型。此种模型能够紧凑描述航天器的轨道和姿态,且能够自动引入航天器平动、转动与挠性附件振动三者之间的关联耦合作用。基于此模型设计了一种自适应位置姿态跟踪控制器,该控制器能够在航天器质量特性参数未知的情况下,对其位置和姿态进行轨迹跟踪控制,并使位置和姿态误差收敛。该自适应控制器还可对航天器上挠性附件对系统的耦合作用进行估计,进而在控制输出中对其进行补偿,提高卫星控制系统的稳定性。通过仿真对控制律进行校验,结果表明该控制律对挠性航天器控制效果良好,具有一定的工程应用参考价值。 展开更多

关键词 挠性航天器 对偶四元数 姿态动力学 自适应控制 姿轨耦合控制

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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

5

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。 展开更多

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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多航天器相对轨道与姿态耦合分布式自适应协同控制 被引量：4

6

作者 张海博 梅杰 +1 位作者 马广富 朱志斌 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1086-1098,共13页

基于一致性理论,在有向通讯拓扑结构下对多航天器系统相对轨道及姿态的耦合协同控制问题进行了研究.本文考虑近地航天器相对轨道的非线性方程以及用罗德里格参数描述的航天器姿态运动方程,建立了考虑控制输入耦合的六自由度航天器运动模... 基于一致性理论,在有向通讯拓扑结构下对多航天器系统相对轨道及姿态的耦合协同控制问题进行了研究.本文考虑近地航天器相对轨道的非线性方程以及用罗德里格参数描述的航天器姿态运动方程,建立了考虑控制输入耦合的六自由度航天器运动模型.在仅有部分跟随航天器可获取参考状态(记为领航航天器)的情形下,针对航天器存在未建模动态以及外部环境干扰等问题,提出了一种基于切比雪夫神经网络(Chebyshev neural networks,CNN)的自适应增益控制律,使得各跟随航天器在轨道交会的同时姿态保持一致.因为每个航天器上的控制算法仅依赖其自身及相邻航天器的信息,因此控制算法是分布式的.同时考虑到航天器之间的相对速度及相对角速度难以测量,提出了无需相对速度及角速度信息的分布式自适应协同控制律使得各航天器保持一定的队形且具有期望的相对指向.最后对6颗航天器的编队飞行进行了仿真分析,仿真结果表明本文设计的分布式自适应协同控制律是有效可行的. 展开更多

关键词 多航天器系统 姿轨耦合控制 有向通讯拓扑 切比雪夫神经网络 自适应控制

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基于滚动优化的模块航天器姿轨协同控制 被引量：2

7

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。 展开更多

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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交会对接最后逼近段姿轨耦合控制 被引量：1

8

作者 李鹏 陈兴林 +1 位作者 宋申民 李敏利 《智能系统学报》 2010年第6期530-533,共4页

针对交会对接最后逼近段的制导律和姿态控制律的设计问题,首先对逼近段轨道与姿态的耦合问题进行了分析,并利用高阶滑模控制设计了最后逼近段的姿轨控制系统;然后设计了基于H ill方程的直线型制导律;最后对所采用的直线型变结构制导律... 针对交会对接最后逼近段的制导律和姿态控制律的设计问题,首先对逼近段轨道与姿态的耦合问题进行了分析,并利用高阶滑模控制设计了最后逼近段的姿轨控制系统;然后设计了基于H ill方程的直线型制导律;最后对所采用的直线型变结构制导律和最后逼近段相对姿态控制律进行了仿真.仿真结果表明所设计的控制系统满足对接要求. 展开更多

关键词 交会对接 最后逼近段 姿轨耦合控制

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基于Theta-D次优控制器设计的相对姿轨耦合控制 被引量：1

9

作者 朱志斌 李果 +1 位作者 何英姿 魏春岭 《现代防御技术》 北大核心 2011年第2期73-78,共6页

针对在轨服务航天器的快速机动和姿轨协同控制的特点,研究了基于姿轨耦合一体化模型的最优控制方法。建立了包括转动和平动的六自由度相对运动耦合非线性模型,连续偏心推力矢量既可以提供位置控制力,也可以输出姿态控制转矩。利用动态... 针对在轨服务航天器的快速机动和姿轨协同控制的特点,研究了基于姿轨耦合一体化模型的最优控制方法。建立了包括转动和平动的六自由度相对运动耦合非线性模型,连续偏心推力矢量既可以提供位置控制力,也可以输出姿态控制转矩。利用动态模型线性化方法和θ-D构造性优化算法给出相对运动姿轨耦合最优控制问题的数值解法,同时控制服务航天器相对位置和相对姿态,使其直线逼近一个失效慢旋目标。仿真结果证明,由于在动态优化问题中采用了构造性求解,所提方法在保证相对运动稳定和动态性能的前提下计算量小,对未来应用具有一定现实意义。 展开更多

关键词 相对运动 姿轨耦合控制 θ-D次优控制器 修正罗德里格参数

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内编队重力场测量卫星微推力器姿轨一体化控制 被引量：1

10

作者 吉莉 刘昆 项军华 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期89-94,共6页

内编队重力场测量卫星通过精密定轨和相对状态测量实现高精度高分辨率地球重力场测量。这两项技术都依赖于精密编队控制和姿态控制。稳态工作期间,要求相对位移必须控制在厘米量级内,外卫星对地定向精度优于0.1°。姿轨一体化控制... 内编队重力场测量卫星通过精密定轨和相对状态测量实现高精度高分辨率地球重力场测量。这两项技术都依赖于精密编队控制和姿态控制。稳态工作期间,要求相对位移必须控制在厘米量级内,外卫星对地定向精度优于0.1°。姿轨一体化控制的目标是利用微推力器保障稳态工作期间的科学测量。基于带推力器布局的耦合线性模型进行了内编队重力场测量卫星全推力设计。基于模型预测控制算法实现了卫星的姿轨一体化控制,仿真结果证实全推力器一体化控制方案的可行性与有效性。 展开更多

关键词 内编队 姿轨一体化控制 全推力

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考虑输入受限的航天器安全接近姿轨耦合控制 被引量：4

11

作者 武冠群 宋申民 孙经广 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1511-1520,共10页

针对存在外部扰动和输入受限的航天器安全接近的问题,当扰动上界未知时,基于积分滑模控制理论设计了抗饱和的有限时间自适应姿轨耦合控制器.控制器的设计过程中采用了新型的避碰函数限制追踪航天器运动区域进而保证接近过程中航天器的... 针对存在外部扰动和输入受限的航天器安全接近的问题,当扰动上界未知时,基于积分滑模控制理论设计了抗饱和的有限时间自适应姿轨耦合控制器.控制器的设计过程中采用了新型的避碰函数限制追踪航天器运动区域进而保证接近过程中航天器的安全性,同时通过辅助系统和自适应算法分别处理了输入受限和扰动上界未知.借助李雅普诺夫理论证明了在控制器的作用下系统状态在有限时间内收敛,且能够保证追踪航天器在实现航天器接近的过程中不与目标航天器发生碰撞.最后通过数字仿真进一步验证了所设计控制器的有效性. 展开更多

关键词 航天器安全接近 姿轨耦合控制 输入受限 避免碰撞 安全约束函数 滑模控制

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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：4

12

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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具有预设性能的近距离星间相对姿轨耦合控制 被引量：2

13

作者 陶佳伟 张涛 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1103-1109,共7页

针对存在系统不确定性和外界干扰的接近绕飞阶段跟踪航天器相对目标航天器的姿态与轨道一体化控制任务,设计了一种具有预设性能的鲁棒反演控制器。该控制器能预先设计系统的稳态与暂态性能,保证相对姿轨跟踪误差满足预先设计的性能指标... 针对存在系统不确定性和外界干扰的接近绕飞阶段跟踪航天器相对目标航天器的姿态与轨道一体化控制任务,设计了一种具有预设性能的鲁棒反演控制器。该控制器能预先设计系统的稳态与暂态性能,保证相对姿轨跟踪误差满足预先设计的性能指标要求;为避免传统反演控制方法中存在的"微分膨胀"问题,引入滑模微分器对虚拟控制量的导数进行估计;同时利用自适应控制技术估计不确定模型参数及包含滑模微分器估计误差和外界干扰的集总干扰上界,并引入鲁棒补偿项处理这些不确定性带来的影响。理论分析证明所设计的控制方法能保证相对姿轨跟踪误差满足预设性能指标要求,仿真结果验证了所设计控制方法的有效性。 展开更多

关键词 预设性能 相对姿轨耦合控制 滑模微分器 鲁棒自适应控制

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高分四号卫星控制方案设计特点及在轨实现 被引量：5

14

作者 黎康 乔国栋 刘新彦 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2016年第6期1-8,共8页

高分四号(GF-4)是首颗地球静止轨道光学面阵遥感卫星.简要综述了国外该领域发展情况,重点介绍了高分四号卫星控制系统方案设计的主要特点,包括全星敏转移轨道技术、姿态小角度步进机动与快速稳定、以及阳光规避技术,并结合实际飞行情况... 高分四号(GF-4)是首颗地球静止轨道光学面阵遥感卫星.简要综述了国外该领域发展情况,重点介绍了高分四号卫星控制系统方案设计的主要特点,包括全星敏转移轨道技术、姿态小角度步进机动与快速稳定、以及阳光规避技术,并结合实际飞行情况介绍了上述技术的在轨验证情况,最后对后续该领域技术发展提出了展望. 展开更多

关键词 地球静止轨道 光学遥感 高分辨率 姿轨控制

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基于扩张观测器的航天器无速度旋量信息姿轨一体化控制

15

作者 范睿超 孔宪仁 +1 位作者 胡文坤 钟智雄 《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1-9,共9页

针对在轨飞行期间无法精确获得速度信息(角速度与质心速度)的情况,设计了基于扩张状态观测器的航天器姿轨一体化控制器.首先给出了基于对偶四元数的航天器姿轨一体运动学与动力学模型;然后针对速度旋量信息缺失的情形并考虑模型参数误... 针对在轨飞行期间无法精确获得速度信息(角速度与质心速度)的情况,设计了基于扩张状态观测器的航天器姿轨一体化控制器.首先给出了基于对偶四元数的航天器姿轨一体运动学与动力学模型;然后针对速度旋量信息缺失的情形并考虑模型参数误差与外界扰动设计了扩张状态观测器,并利用Lyapunov稳定性定理分析观测误差的有限时间收敛性;最后基于该扩张观测器设计航天器姿轨一体快速终端滑模控制器,分析该控制系统的有限时间收敛性,并进行数值仿真验证. 展开更多

关键词 姿轨一体化控制 对偶四元数 速度信息 扩张状态观测器 有限时间收敛

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电推进在航天器姿态控制中的研究综述 被引量：5

16

作者 贾英宏 孟文沁 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期98-113,共16页

本文首先对电推进技术进行了简要的介绍,根据目前已有的电推进姿态控制应用,分析了适用于航天器姿态控制的不同类型的电推力器特性,之后分别对电推力器在姿态控制中的在轨应用现状和研究现状进行了综述和分析。在研究现状综述中,针对航... 本文首先对电推进技术进行了简要的介绍,根据目前已有的电推进姿态控制应用,分析了适用于航天器姿态控制的不同类型的电推力器特性,之后分别对电推力器在姿态控制中的在轨应用现状和研究现状进行了综述和分析。在研究现状综述中,针对航天器姿态控制、姿轨联合控制和角动量卸载三个任务类型,分析总结了电推力器在布局、控制策略和算法等方面的研究成果和结论。最后,针对未来电推进技术在航天器姿态控制应用所面临的挑战,提出了相应的发展建议。 展开更多

关键词 电推进 姿态控制 角动量卸载 姿轨联合控制 电推力器布局 综述

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小天体柔性附着强耦合系统协同博弈控制

17

作者 张成宇 梁子璇 朱圣英 《宇航学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期1775-1788,共14页

针对柔性着陆器的强非线性姿轨耦合控制问题,提出了多推力器协同博弈控制方法,通过协调多推力器的控制输入实现姿轨运动的联合控制。首先,通过微分博弈理论实现多推力器控制策略的交互与合作,从而在协同控制律设计时引入了系统的动态预... 针对柔性着陆器的强非线性姿轨耦合控制问题,提出了多推力器协同博弈控制方法,通过协调多推力器的控制输入实现姿轨运动的联合控制。首先,通过微分博弈理论实现多推力器控制策略的交互与合作,从而在协同控制律设计时引入了系统的动态预测信息,避免了多推力器控制的冲突与重复,进而兼顾了柔性着陆器整体的姿轨性能与各推力器的控制耗能。其次,设计了逐次逼近参数搜索算法,将逐次逼近与拟线性化技术结合,在系统强耦合非线性的情况下获得了封闭反馈形式的协同博弈控制律,因此控制指令可以在星载计算机上自主计算。最后,以小行星433Eros的附着为案例,通过数值仿真检验了所提协同博弈控制律的有效性。 展开更多

关键词 小天体附着 柔性着陆器 强耦合系统 姿轨耦合控制 微分博弈

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卫星GPS组合姿态确定系统方案研究

18

作者 王旭东 定光成 +1 位作者 潘科炎 杨嘉墀 《控制工程（北京）》 1999年第2期6-12,共7页

采用GPS定姿技术作为卫星高精度自主姿态确定系统的备份,可以提高系统可靠性。在小型和微小卫星上采用GPS定姿技术,保证在满足重量、功耗和其它技术指标条件下,姿态和轨道控制系统全面满足任务要求,本方案为探索当今姿态和轨道控制系统... 采用GPS定姿技术作为卫星高精度自主姿态确定系统的备份,可以提高系统可靠性。在小型和微小卫星上采用GPS定姿技术,保证在满足重量、功耗和其它技术指标条件下,姿态和轨道控制系统全面满足任务要求,本方案为探索当今姿态和轨道控制系统基本型的研究迈出了一步。 展开更多

关键词 GPS 姿态确定 数学仿真 姿轨控制系统 卫星

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航天器编队的六自由度循环追踪协同控制 被引量：11

19

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。 展开更多

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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接近和跟踪非合作机动目标的非线性最优控制 被引量：14

20

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。 展开更多

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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