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题名航天器姿态受限的协同势函数族设计方法
被引量：1
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作者
岳程斐
霍涛
陈雪芹
沈强
曹喜滨
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机构
哈尔滨工业大学(深圳)空间科学与应用技术研究院
哈尔滨工业大学卫星技术研究所
上海交通大学航空航天学院
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出处
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期54-65,共12页
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基金
国家自然科学基金(62003115,11972130)资助。
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文摘
提出一种考虑航天器姿态约束的协同势函数设计方法,在姿态全局收敛的同时,保证姿态在机动过程中始终满足姿态约束.首先,建立航天器姿态指向约束模型,并针对每一个指向约束设计软约束区域;然后,基于“角度扰动”方法设计协同势函数族;接着,通过设计协同势函数族内函数切换规律,在软约束区域内构建满足姿态约束的势函数,并给出区域内势函数临界点分布的调整方法;最后,将所得的势函数用于航天器的避障控制,以比例-微分控制为例,通过数值仿真,验证该方法的有效性.
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关键词
航天器控制
协同势函数
姿态约束
姿态控制
三维特殊正交群
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Keywords
Spacecraft control
synergistic potential functions
attitude constraints
attitude control
three-dimen-(SO(3))sional special orthogonal group
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分类号
V448.22
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名多星姿态协同中的几何鲁棒控制
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作者
胡洋
刘学超
李化义
曹芊
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机构
哈尔滨工业大学航天学院
航天东方红卫星有限公司
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出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第9期3118-3127,共10页
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基金
上海航天科技创新基金(SAST2021-030)资助课题。
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文摘
针对多星系统的姿态协同控制问题,通过不变扩展卡尔曼滤波(invariant extended Kalman filter,InEKF)对航天器进行姿态估计,将航天器的姿态估计与传递矩阵独立;结合无向通信拓扑构建多星特殊正交群(special orthogonal group,SO(3))姿态模型,推导SO(3)上姿态协同误差。然后,基于SO(3)提出基于一致性理论的姿态协同控制算法。其中,利用径向基函数神经网络对虚拟扰动进行拟合补偿,所提出的算法考虑空间扰动,以保证协同控制器适用于整个姿态空间,实现多星姿态协同、跟踪期望姿态和执行器能力约束下的协同。根据LaSalle不变集理论对系统进行分析,证明系统具有全局渐近稳定性。最后,利用六星航天器系统校验了所提姿态协同控制算法的有效性。
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关键词
多航天器
特殊正交群
协同控制
径向基函数
不变扩展卡尔曼滤波
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Keywords
multiple spacecraft
special orthogonal group(SO(3))
coordinated control
radial basis function(RBF)
invariant extended Kalman filter(InEKF)
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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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