自由漂浮空间机器人捕获翻滚目标的力-位-型融合控制方法

1

作者 梁斌 徐文福 +1 位作者 王学谦 闫磊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期958-969,共12页

翻滚目标捕获过程中,空间机器人的运动会对基座产生扰动、接触过程的冲击碰撞容易产生安全风险。因此,为了在捕获翻滚目标的同时抑制空间机械臂对基座的扰动和对目标的碰撞冲击,提出一种自由漂浮空间机器人力-位-型融合控制方法。首先... 翻滚目标捕获过程中,空间机器人的运动会对基座产生扰动、接触过程的冲击碰撞容易产生安全风险。因此,为了在捕获翻滚目标的同时抑制空间机械臂对基座的扰动和对目标的碰撞冲击,提出一种自由漂浮空间机器人力-位-型融合控制方法。首先将自由漂浮空间机器人的非完整冗余性、运动冗余性表征为型空间,构建由末端位姿、型状态组合的广义状态空间并建立系统的运动学和动力学模型;通过优化基座与机械臂的位-型及零空间运动,减小机械臂抓捕运动在基座产生的扰动;通过优化基座、机械臂与翻滚目标的相对位-型,减小碰撞冲击力在基座产生的姿态扰动。给定最优位-型及末端操作力,基于阻抗控制原理及零空间投影策略,实现多优先级力-位-型融合控制。最后,开展了空间机器人捕获翻滚目标的典型任务仿真,结果表明通过力-位-型融合优化与控制方法可以有效减小空间机器人捕获过程产生的基座扰动。 展开更多

关键词 在轨捕获 翻滚目标 空间机器人 多目标优化 力-位-型融合控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间双臂机器人抓捕翻滚目标后的鲁棒稳定控制 被引量：6

2

作者 夏鹏程 罗建军 王明明 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1138-1155,共18页

针对空间双臂机器人抓捕翻滚目标的稳定控制问题,由于目标惯性参数的不确定性以及双臂同时作用于目标存在内力挤压,已有的稳定控制方法无法有效地约束机械臂末端与目标的接触力与力矩,无法保证控制过程中抓捕点处的接触安全.为此,本文... 针对空间双臂机器人抓捕翻滚目标的稳定控制问题,由于目标惯性参数的不确定性以及双臂同时作用于目标存在内力挤压,已有的稳定控制方法无法有效地约束机械臂末端与目标的接触力与力矩,无法保证控制过程中抓捕点处的接触安全.为此,本文考虑被抓捕目标惯性参数不确定性与双臂内力挤压对抓捕后阶段组合体稳定控制的影响,提出了一种保证接触安全的鲁棒稳定控制方法.首先,根据目标的有界不确定性构造鲁棒正不变集,同时考虑双臂与目标接触内力的影响,利用预测控制方法在该不变集内规划控制目标运动的虚拟接触力与力矩.然后,根据目标动力学模型以及空间双臂机器人的运动约束,规划空间双臂机器人的鲁棒安全期望运动轨迹.最后,利用障碍李雅普诺夫函数构造跟踪控制器,使空间双臂机器人有效地跟踪期望轨迹,从而使得翻滚目标运动受到等效于虚拟控制律的作用,在保证接触安全的同时实现鲁棒的稳定控制.通过空间双臂机器人稳定翻滚目标的仿真算例验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 翻滚目标 空间双臂机器人 抓捕后阶段 鲁棒控制 障碍李雅普诺夫函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

逼近与跟踪翻滚目标的双滑模面姿轨耦合控制 被引量：5

3

作者 韩飞 吴限德 +3 位作者 段广仁 武海雷 王兆龙 孙炳磊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期23-32,共10页

针对空间翻滚目标的逼近与跟踪控制,建立了适用于任意抓捕部位的相对姿态轨道耦合动力学模型,设计了具备测量不确定性和干扰补偿、抖振抑制等能力的鲁棒双滑模面控制律,分析并建立了测量误差在系统中向控制输入的传播模型。在充分考虑... 针对空间翻滚目标的逼近与跟踪控制,建立了适用于任意抓捕部位的相对姿态轨道耦合动力学模型,设计了具备测量不确定性和干扰补偿、抖振抑制等能力的鲁棒双滑模面控制律,分析并建立了测量误差在系统中向控制输入的传播模型。在充分考虑测量不确定性、控制干扰、输入受限等条件下,分别对单滑模面控制律和双滑模面控制律进行了仿真验证和对比分析,结果验证了双滑模面控制律在测量不确定性和未知干扰系统中具备更优的控制性能,收敛稳定更快,精度更高。 展开更多

关键词 翻滚目标 姿轨耦合 测量不确定性 双滑模面控制 跟踪控制 动力学模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

安全约束下的空间翻滚目标涡流消旋稳定控制 被引量：3

4

作者 刘习尧 常海涛 +2 位作者 黄攀峰 黄冰潇 翟晨萌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期628-637,共10页

针对空间翻滚目标涡流消旋任务执行效率低和抵近安全无保证的问题,首先基于椭球包络法给出了服务星机动轨迹的直接线性凸化安全约束,以确保机动过程的安全性和最优轨迹跟踪问题的有限时间可解性;设计了垂直构型下空间消旋任务的抵近期... 针对空间翻滚目标涡流消旋任务执行效率低和抵近安全无保证的问题,首先基于椭球包络法给出了服务星机动轨迹的直接线性凸化安全约束,以确保机动过程的安全性和最优轨迹跟踪问题的有限时间可解性;设计了垂直构型下空间消旋任务的抵近期望轨迹以增强服务星消旋力矩的作用强度,缩短任务周期。在此基础上,提出了一种反馈线性化的收缩模型预测控制(FLC-MPC)算法,有效跟踪所提出的期望轨迹,并严格保证安全约束及控制输入约束下受控系统的稳定性。最后,利用所提出的控制方法对阿丽亚娜-4火箭上面级进行消旋仿真,结果表明该方法能有效提高消旋效率,并保证服务星的安全稳定。 展开更多

关键词 空间翻滚目标 涡流消旋 安全约束 反馈线性化 模型预测控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

翻滚目标安全走廊内的碰撞可能性判断方法 被引量：2

5

作者 王逍 温昶煊 +1 位作者 赵育善 师鹏 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期94-101,187,共9页

在接近空间带大附件翻滚目标过程中,由于目标章动运动,空间会被划分为目标扫过的危险区与不被扫过的安全区.追踪星在目标安全区内飞行过程中,为规避航天器间的碰撞,应判断追踪星与目标安全区之间是否存在碰撞可能性.为解决这一问题,参... 在接近空间带大附件翻滚目标过程中,由于目标章动运动,空间会被划分为目标扫过的危险区与不被扫过的安全区.追踪星在目标安全区内飞行过程中,为规避航天器间的碰撞,应判断追踪星与目标安全区之间是否存在碰撞可能性.为解决这一问题,参考区域判定法思想,将判断碰撞可能性的问题转化为目标安全区与追踪星轨迹的位置判定问题.通过分析目标安全区特征与追踪星轨迹特点,分别建立锥面状的目标星安全走廊和椭球状的追踪星位置误差曲面,从而进一步将问题转化为目标星安全走廊锥面与追踪星位置误差椭球的位置判定问题.经过射影变换和平面投影过程,原锥面与椭球在不改变位置关系的前提下分别被转化为平面上圆与椭圆.利用平面曲线位置判据,判定圆与椭圆的位置关系,反推出锥面与椭球的位置关系,从而判断追踪星在目标安全走廊内飞行有无碰撞可能性.数值仿真表明,该方法可以准确判断锥面与椭球的空间位置关系,并可用于目标安全走廊内的碰撞可能性判断. 展开更多

关键词 翻滚目标 安全走廊 二次曲面 碰撞判断 射影变换

在线阅读 下载PDF 职称材料

对失控翻滚目标逼近的神经网络自适应滑模控制 被引量：13

6

作者 刘将辉 李海阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期684-693,共10页

针对失控航天器在空间中自由翻滚的情况,研究追踪器对失控翻滚目标逼近的位置和姿态六自由度耦合控制问题。建立追踪器与目标器相对运动的姿轨一体化动力学模型,设计追踪器逼近过程的标称轨迹和标称姿态。综合考虑系统不确定性和外部干... 针对失控航天器在空间中自由翻滚的情况,研究追踪器对失控翻滚目标逼近的位置和姿态六自由度耦合控制问题。建立追踪器与目标器相对运动的姿轨一体化动力学模型,设计追踪器逼近过程的标称轨迹和标称姿态。综合考虑系统不确定性和外部干扰,设计无抖振的神经网络自适应滑模控制器。将滑模控制与神经网络逼近相结合,采用径向基函数(RBF)神经网络对系统未知部分进行自适应逼近。由Lyapunov方法导出神经网络自适应律,通过自适应权重的调节保证整个闭环系统的稳定性。数值模拟实例说明了所设计的标称轨迹和标称姿态的合理性,同时验证了神经网络自适应滑模控制器的有效性。 展开更多

关键词 失控翻滚目标 相对运动 神经网络 自适应滑模控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

逼近与跟踪空间翻滚目标的图像视觉伺服控制 被引量：4

7

作者 韩飞 段广仁 +3 位作者 王兆龙 贺亮 武海雷 宋婷 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1473-1483,共11页

在空间翻滚目标的最终逼近与跟踪任务段,追踪星对目标星的视觉相对导航会因进入盲区而失效,而基于间接相对导航的位置视觉伺服控制精度太差.针对该问题,基于图像视觉伺服思想,直接利用目标图像特征点坐标,建立了超近距离姿轨跟踪的成像... 在空间翻滚目标的最终逼近与跟踪任务段,追踪星对目标星的视觉相对导航会因进入盲区而失效,而基于间接相对导航的位置视觉伺服控制精度太差.针对该问题,基于图像视觉伺服思想,直接利用目标图像特征点坐标,建立了超近距离姿轨跟踪的成像运动模型,推导得到指数收敛的图像视觉伺服期望广义速度、相对位置估计修正量,进而引入基于双滑模面控制律的相对姿轨耦合控制闭环,从而提出了间接估计辅助的图像视觉伺服控制方法.数学仿真结果表明:该方法的相对位置和姿态控制精度显著提高,可为空间翻滚目标最终逼近与跟踪任务提供安全、准确、稳定的相对姿态和轨道条件. 展开更多

关键词 翻滚目标 最终逼近 滑模控制 图像视觉伺服

在线阅读 下载PDF 职称材料

耦合扰动下空间翻滚目标的接触消旋输出反馈控制 被引量：4

8

作者 王宏伟 代洪华 +1 位作者 陈昊 岳晓奎 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1564-1574,共11页

面向基于柔性毛刷的空间翻滚目标接触式消旋任务,研究了未知快时变、强耦合扰动下的服务航天器鲁棒控制问题。首先,建立了服务航天器、消旋刷和目标卫星组成的消旋系统动力学模型,并提出了一种基于最小距离准则的接触检测算法,实现了毛... 面向基于柔性毛刷的空间翻滚目标接触式消旋任务,研究了未知快时变、强耦合扰动下的服务航天器鲁棒控制问题。首先,建立了服务航天器、消旋刷和目标卫星组成的消旋系统动力学模型,并提出了一种基于最小距离准则的接触检测算法,实现了毛刷和目标帆板接触点的精确检测。在此基础上,采用有限时间扩张状态观测器实时估计耦合扰动和航天器状态,并将其与终端滑模控制技术结合,设计了一种无速度信息的鲁棒输出反馈控制策略,保证服务航天器姿态稳定和位置追踪的有限时间稳定。将其应用至航天器消旋系统中,仿真结果验证了所提策略的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 柔性毛刷 接触消旋 输出反馈控制 翻滚目标

在线阅读 下载PDF 职称材料

对失控翻滚目标逼近的增广比例导引律控制 被引量：4

9

作者 刘将辉 李海阳 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2311-2316,共6页

针对失控翻滚目标逼近控制问题进行了研究,设计了增广比例导引律控制器。首先在追踪器视线旋转坐标系上建立了追踪器与逼近点的三维相对运动方程,分析了失控翻滚目标的姿态运动特性,在传统真比例导引律基础上引入对逼近点视线方向的控制... 针对失控翻滚目标逼近控制问题进行了研究,设计了增广比例导引律控制器。首先在追踪器视线旋转坐标系上建立了追踪器与逼近点的三维相对运动方程,分析了失控翻滚目标的姿态运动特性,在传统真比例导引律基础上引入对逼近点视线方向的控制,采用基于反馈线性化的增广比例导引律对追踪器进行控制。通过数值仿真验证了所设计的增广比例导引律的正确性和良好的控制性能。 展开更多

关键词 失控翻滚目标 相对运动 反馈线性化 增广比例导引律

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间翻滚目标位姿耦合建模与运动特性分析 被引量：1

10

作者 郝宇星 申麟 李扬 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期74-79,共6页

空间失效航天器与空间碎片与正常运行的航天器发生碰撞会产生严重的后果,其不能提供自身的姿轨信息,可能会有翻滚等复杂运动状态,使空间操作的安全性受到威胁。以空间翻滚目标为研究对象,由相关任务带来的目标识别以及运动估计问题,引... 空间失效航天器与空间碎片与正常运行的航天器发生碰撞会产生严重的后果,其不能提供自身的姿轨信息,可能会有翻滚等复杂运动状态,使空间操作的安全性受到威胁。以空间翻滚目标为研究对象,由相关任务带来的目标识别以及运动估计问题,引入了位姿耦合建模方法,推导了空间翻滚目标位姿耦合形式的对偶牛顿——欧拉方程,对翻滚目标的耦合性、运动特征进行分析,并以在轨翻滚目标为例仿真归纳了各类翻滚目标的主要运动形式。根据分析,空间翻滚目标的姿态运动可分为3类,并且根据其运动特征可以反推其质量特性,这对空间目标运动的识别与参数估计拥有重要参考意义。 展开更多

关键词 空间翻滚目标 运动特性 位姿耦合 对偶四元数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于能力评估的空间翻滚目标抓捕策略优化

11

作者 许若男 罗建军 王明明 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2841-2852,共12页

由于目标的翻滚运动,空间双臂机器人对动态目标的抓捕相比于静态目标更具有挑战性.对抓捕策略进行优化可以提高空间双臂机器人对翻滚目标的操作能力以保证任务的成功.本文提出了一种基于能力评估的抓捕策略优选方法.空间双臂机器人捕获... 由于目标的翻滚运动,空间双臂机器人对动态目标的抓捕相比于静态目标更具有挑战性.对抓捕策略进行优化可以提高空间双臂机器人对翻滚目标的操作能力以保证任务的成功.本文提出了一种基于能力评估的抓捕策略优选方法.空间双臂机器人捕获目标时,双臂末端执行器与目标同时接触形成闭链系统,闭链约束的引入使操作能力的评估更加复杂.在对双臂空间机器人协调操作翻滚目标的运动学与动力学分析基础上,建立了考虑闭链约束的协调工作空间,并分析了基于任务兼容度的消旋能力评估指标.建立的协调工作空间同时包含位置和姿态信息,可以用于灵巧度的计算.接着,基于协调工作空间的全局灵巧度指标确定机械臂末端执行器对目标的最优抓捕点,以及考虑相机视角约束和末端执行器对目标速度跟踪约束下的力任务兼容度指标确定空间双臂机器人捕获翻滚目标时的最优抓捕构型.利用能力评估确定抓捕策略可以充分利用双臂的协调性以增加对动态目标的操作能力,通过仿真验证了所提抓捕策略的可行性和有效性. 展开更多

关键词 空间双臂机器人 翻滚目标 工作空间 任务兼容度 抓捕策略

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于对偶双环滑模的空间翻滚目标相对绕飞控制

12

作者 郝宇星 申麟 李扬 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期57-63,97,共8页

针对空间翻滚目标相对绕飞问题,采用基于旋量、对偶四元数的方法建立了相对动力学模型。以在轨翻滚航天器作为任务对象进行了相对绕飞的对偶双环滑模控制器设计,不仅保证了追踪航天器相对距离的稳定,还使其姿态能够与翻滚目标保持时刻... 针对空间翻滚目标相对绕飞问题,采用基于旋量、对偶四元数的方法建立了相对动力学模型。以在轨翻滚航天器作为任务对象进行了相对绕飞的对偶双环滑模控制器设计,不仅保证了追踪航天器相对距离的稳定,还使其姿态能够与翻滚目标保持时刻同步。数值仿真验证了控制器的有效性。 展开更多

关键词 空间翻滚目标 对偶四元数 双环滑模控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

翻滚目标逼近的虚拟域逆动力学轨迹规划 被引量：2

13

作者 武海雷 韩飞 +2 位作者 贺亮 孙玥 刘超镇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1464-1472,共9页

针对追踪星自主逼近和跟踪翻滚目标特定部位的最优规划问题,提出了一种基于虚拟域逆动力学的多约束最优逼近轨迹规划方法.首先,在翻滚目标本体系下建立追踪星相对于翻滚目标特定部位的相对轨道动力学方程,并建立追踪星本体系相对于翻滚... 针对追踪星自主逼近和跟踪翻滚目标特定部位的最优规划问题,提出了一种基于虚拟域逆动力学的多约束最优逼近轨迹规划方法.首先,在翻滚目标本体系下建立追踪星相对于翻滚目标特定部位的相对轨道动力学方程,并建立追踪星本体系相对于翻滚目标期望固连坐标系的相对姿态动力学方程;其次,考虑目标星外形、敏感器视场和执行机构控制能力等约束条件,建立时间/能量最优规划模型;然后,采用序列二次规划(sequential quadratic programming,SQP)方法求解时间/能量最优规划问题;最后,数值仿真验证了该方法在满足多约束条件下,可实现对翻滚目标自主逼近与跟踪的最优轨迹规划,同时与高斯伪谱法进行了对比,验证了本方法在计算效率方面的优势. 展开更多

关键词 翻滚目标 相对动力学 逆动力学 轨迹规划

在线阅读 下载PDF 职称材料

对失控翻滚目标任意位置悬停的模糊控制

14

作者 刘将辉 李海阳 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期44-50,共7页

针对失控翻滚目标任意位置悬停的控制问题进行研究。在目标器轨道坐标系下建立任意偏心率的三维相对运动方程,并分析失控翻滚目标的姿态运动特性。将悬停问题解耦为三个通道的二维模糊控制问题,并以x通道为例进行Mamdani型模糊控制器设... 针对失控翻滚目标任意位置悬停的控制问题进行研究。在目标器轨道坐标系下建立任意偏心率的三维相对运动方程,并分析失控翻滚目标的姿态运动特性。将悬停问题解耦为三个通道的二维模糊控制问题,并以x通道为例进行Mamdani型模糊控制器设计。确定相应的模糊子集、隶属度函数以及模糊控制规则表,采用面积中心法解模糊化。通过数值仿真验证了模糊控制器的控制性能。 展开更多

关键词 失控翻滚目标 任意位置悬停 模糊控制 隶属度函数 面积中心法

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间翻滚目标捕获的双滑模面控制律与地面微重力试验

15

作者 阳光 韩飞 +3 位作者 段广仁 王兆龙 孙炳磊 彭杨 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1436-1446,共11页

本文研究了空间翻滚目标捕获任务中的相对姿轨耦合控制问题.为了提高系统在有界干扰、测量误差、控制受限、参数不确定等因素影响下的控制性能,设计了双滑模面姿轨耦合控制律,并证明了该控制律作用下闭环系统的稳定性.通过数学仿真与传... 本文研究了空间翻滚目标捕获任务中的相对姿轨耦合控制问题.为了提高系统在有界干扰、测量误差、控制受限、参数不确定等因素影响下的控制性能,设计了双滑模面姿轨耦合控制律,并证明了该控制律作用下闭环系统的稳定性.通过数学仿真与传统单滑模面控制律进行了对比分析,结果表明双滑模面控制律的能够显著减小稳态偏差和噪声.进一步,构建了地面微重力半物理试验系统,设计了轨道面内对翻滚目标逼近与跟踪的任务场景,通过半物理试验结果验证了双滑模面控制律在姿轨控全系统实时闭环、微重力动力学条件下的有效性. 展开更多

关键词 空间翻滚目标 逼近与捕获 滑模控制 地面微重力试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

对翻滚非合作目标终端逼近的姿轨耦合退步控制 被引量：8

16

作者 李鹏 岳晓奎 袁建平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期94-100,共7页

为在空间操控任务中实施对翻滚非合作目标的安全逼近与抓捕,论文建立了描述航天器近距离相对运动的六自由度动力学模型,通过对模型的分析,提出了摄动引起的耦合和动力学耦合.针对模型的非线性和时变性,对非线性高阶项进行多步递推得出... 为在空间操控任务中实施对翻滚非合作目标的安全逼近与抓捕,论文建立了描述航天器近距离相对运动的六自由度动力学模型,通过对模型的分析,提出了摄动引起的耦合和动力学耦合.针对模型的非线性和时变性,对非线性高阶项进行多步递推得出系统化的积分退步控制器,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了控制器的全局渐进稳定.考虑到失控目标的旋转特性,提出一种沿最大惯量轴方向的直线型同步自旋逼近策略以保证航天器在逼近过程中的安全性.通过数值仿真验证了逼近策略的正确性以及控制律的有效性. 展开更多

关键词 自主逼近策略 翻滚非合作目标 耦合动力学 退步控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间翻滚非合作目标相对位姿估计的视觉SLAM方法 被引量：18

17

作者 郝刚涛 杜小平 宋建军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期706-714,共9页

针对空间翻滚非合作目标相对位姿测量中目标先验信息缺失和模型不确定问题,将移动机器人视觉同步定位与建图(SLAM)贝叶斯滤波估计模型推广到非合作目标相对位姿测量中,提出一种基于视觉SLAM的翻滚非合作目标相对位姿估计方法。首先,构... 针对空间翻滚非合作目标相对位姿测量中目标先验信息缺失和模型不确定问题,将移动机器人视觉同步定位与建图(SLAM)贝叶斯滤波估计模型推广到非合作目标相对位姿测量中,提出一种基于视觉SLAM的翻滚非合作目标相对位姿估计方法。首先,构建了相对位姿估计的贝叶斯滤波状态转移模型和量测更新模型。其次,为避免平动噪声协方差过大导致滤波性能下降的问题,对状态转移方程进行优化,采用最小二乘估计方法预测位置参数。最后,采用一种联合无损卡尔曼滤波和粒子滤波的贝叶斯滤波方法实现了目标全部位姿参数的快速平滑估计。基于计算机合成图像数据和真实图像序列的仿真实验表明:提出的方法具有较优的速度和精度,且对目标速度变化、特征提取和数据关联误差等具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 翻滚非合作目标 相对位姿估计 同步定位与建图 贝叶斯滤波

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多航天器协同观测的空间非合作目标姿态参数在轨识别方法研究 被引量：5

18

作者 赵迪 孙冲 +1 位作者 袁建平 袁静 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期267-277,共11页

空间非合作目标参数识别是空间在轨服务的关键问题,由于非合作目标先验信息和合作标识的缺失,传统基于合作的空间目标参数识别方法难以适用;另外,现有的基于单一观测航天器的观测方法,难以长期保证良好的观测状态。提出了一种基于多航... 空间非合作目标参数识别是空间在轨服务的关键问题,由于非合作目标先验信息和合作标识的缺失,传统基于合作的空间目标参数识别方法难以适用;另外,现有的基于单一观测航天器的观测方法,难以长期保证良好的观测状态。提出了一种基于多航天器协同观测的非合作目标姿态运动学状态参数识别方法。采用多个航天器从不同视点位置观测非合作目标,基于多视点协作观测数据对目标进行三维重建,根据连续观测帧之间的目标点云匹配解算其姿态变化,最后通过EKF滤波算法求解出空间非合作目标的姿态参数。模拟仿真结果表明,给出的多航天器协同观测参数识别算法,适用于缺乏先验信息的非合作空间翻滚目标的姿态估计,同时避免了空间目标观测中遮蔽现象或特征跟踪丢失,可用于未来空间非合作目标在轨服务任务。 展开更多

关键词 协作观测 非合作目标 翻滚目标 参数辨识 姿态估计 EKF 三维重建

在线阅读 下载PDF 职称材料

章动目标接触消旋的特征模型控制

19

作者 李超 何英姿 胡勇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2977-2988,共12页

针对含有模型不确定性的章动非合作目标接触消旋问题,提出一种基于特征模型的双通道自适应控制方法。利用接触碰撞时的几何关系和线弹性接触力模型建立消旋系统动力学模型;分析目标自由运动特性,设计分离式消旋策略;构建描述章动目标消... 针对含有模型不确定性的章动非合作目标接触消旋问题,提出一种基于特征模型的双通道自适应控制方法。利用接触碰撞时的几何关系和线弹性接触力模型建立消旋系统动力学模型;分析目标自由运动特性,设计分离式消旋策略;构建描述章动目标消旋系统三轴角速度特性的特征模型,计算特征参数表达式;设计基于特征模型的双通道自适应控制器。仿真实验结果表明:所提方法通过在线估计特征参数,有效克服了消旋系统不确定性因素的影响,消旋后剩余角速度小且消旋速度快。 展开更多

关键词 章动翻滚目标 接触式消旋 模型不确定性 特征模型 自适应控制

在线阅读 下载PDF 职称材料