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题名具有非凸约束的航天器姿态机动预测控制
被引量：13
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作者
程小军
崔祜涛
崔平远
徐瑞
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机构
哈尔滨工业大学深空探测基础研究中心
北京理工大学宇航学院
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第5期1070-1076,共7页
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基金
国家自然科学基金(60803051)
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文摘
针对航天器带有非凸几何约束以及输入有界的问题,提出了一种姿态机动预测控制算法。分析了姿态机动所受到的几何约束,并对非凸二次形式约束及其Hesse矩阵进行研究,证明了该约束的非凸性。通过对正定Hesse矩阵的构造,给出非凸约束凸化映射关系。最后给出姿态机动预测控制律,解决了由于姿态机动过程中非凸约束造成的全局解收敛困难以及路径安全性问题。数值仿真结果显示该算法不仅能在大范围内得到优化姿态路径,同时满足所有约束。
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关键词
航天器姿态机动
预测控制
非凸约束
凸规划
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Keywords
Spacecraft attitude maneuver
Predictive control
Nonconvex constraint
Convex planning
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名非凸二次约束下航天器姿态机动路径迭代规划方法
被引量：11
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作者
武长青
徐瑞
朱圣英
崔平远
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机构
北京理工大学深空探测技术研究所
深空自主导航与控制工信部重点实验室
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出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第6期671-678,共8页
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基金
国家973计划(2012CB720000)
国家自然科学基金(60803051)
+1 种基金
高等学校博士学科点专项科研基金(20111101110001)
"十二五"民用航天预研项目
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文摘
针对复杂约束下航天器姿态机动路径规划问题,首先描述和分析了航天器姿态机动过程中面临的动力学和运动学约束、有界约束、姿态指向约束,把姿态指向约束利用非凸二次型进行表述;其次从能量最优角度出发,将该约束机动问题归纳为非凸二次约束二次规划问题;然后引入线性松弛技术,将该问题转化成双线性规划问题,求出其中一个变量的凸包络和凹包络,降低求解复杂度,从而求出原问题的一个线性松弛。同时为了提高求解精度,提出一种基于评价函数的迭代规划算法,利用线性松弛求出的解作为初值,通过评价函数进行迭代规划,最终求出原问题的最优解。仿真结果表明该方法不仅可以满足复杂的姿态约束,得到全局姿态优化路径,而且能够降低能量消耗。
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关键词
航天器姿态机动
非凸二次约束
二次规划
评价迭代
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Keywords
Attitude maneuver
Nonconvex quadratic constraint
Quadratic planning
Iterative evaluation
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分类号
V448.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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