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针对失控翻滚目标航天器的交会对接控制 被引量：15
1
作者 胡勇 徐李佳 解永春 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期47-57,共11页
研究了一个受控的追踪航天器和一个失控慢速翻滚的目标航天器的末段交会对接控制问题。通过引入基于特征模型的控制方法,设计了相对位置跟踪控制器以及姿态同步控制器,克服了针对目标航天器测量中存在的较大不确定时延,航天器动力学参... 研究了一个受控的追踪航天器和一个失控慢速翻滚的目标航天器的末段交会对接控制问题。通过引入基于特征模型的控制方法,设计了相对位置跟踪控制器以及姿态同步控制器,克服了针对目标航天器测量中存在的较大不确定时延,航天器动力学参数的不确定性,以及追踪航天器存在的较大帆板挠性,实现了针对失控自旋目标的末段精确交会对接控制。最后,通过搭建仿真系统进行动力学仿真,进一步验证了本文控制策略的有效性。 展开更多
关键词 特征模型 交会对接 挠性航天器 不确定性 时间延迟
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六轮摇臂式月球探测车协调驱动自适应模糊容错控制 被引量：1
2
作者 孙多青 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期76-84,共9页
为提高复杂和未知环境中六轮摇臂式月球探测车的驱动控制系统的可靠性,防止因执行器故障引起的月球车失控,提出一种基于滑转率的协调驱动自适应模糊容错控制方法。该方法用模糊逻辑系统逼近系统的未知动态和未知的故障函数,并通过所设... 为提高复杂和未知环境中六轮摇臂式月球探测车的驱动控制系统的可靠性,防止因执行器故障引起的月球车失控,提出一种基于滑转率的协调驱动自适应模糊容错控制方法。该方法用模糊逻辑系统逼近系统的未知动态和未知的故障函数,并通过所设计的误差补偿器来减少逼近误差对跟踪精度的影响。基于Lyapunov理论,证明了所设计的容错控制方案不但能使跟踪误差收敛到原点的小邻域内,而且通过适当增大设计参数的值,可使跟踪误差减小。此外,为便于应用给出了详细的容错控制器设计步骤,并对控制器中参数的选取给出了示例。仿真结果表明该控制律具有较高的控制精度,并且对外部干扰有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 月球探测车 容错控制 驱动控制 模糊控制 滑转率 机器人
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磁悬浮框架飞轮磁轴承技术研究与发展现状 被引量：11
3
作者 刘强 赵明师 +3 位作者 韩邦成 张激扬 孙津济 樊亚洪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1251-1261,共11页
对磁悬浮框架飞轮(MSGFW)和高精度磁轴承研究现状及其未来发展进行了详细阐述。根据转子悬浮力类型,将磁悬浮框架飞轮分为磁阻力构型、洛伦兹力构型和混合力构型,并结合三种构型论述了国内外框架飞轮的发展过程。在此基础上,对球面磁阻... 对磁悬浮框架飞轮(MSGFW)和高精度磁轴承研究现状及其未来发展进行了详细阐述。根据转子悬浮力类型,将磁悬浮框架飞轮分为磁阻力构型、洛伦兹力构型和混合力构型,并结合三种构型论述了国内外框架飞轮的发展过程。在此基础上,对球面磁阻力磁轴承和洛伦兹力磁轴承进行了详细介绍,并结合磁路图分析其工作原理,比较了同类磁轴承的优劣。展望了磁悬浮框架飞轮与高精度磁轴承的未来发展方向,指出高动态响应检控共位平动球面磁阻力磁轴承,标准磁悬浮动量球和磁悬浮控制敏感球是磁悬浮框架飞轮的研究重点。 展开更多
关键词 磁悬浮框架飞轮(MSGFW) 惯性执行机构 磁轴承 磁阻力 洛伦兹力
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基于空间目标异步观测的惯导误差快速确定
4
作者 杨静 王栋 熊凯 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期16-26,共11页
针对惯性/天文组合导航系统中大的初始状态误差影响惯导误差收敛速度的问题,在星相机观测具有先验位置信息的有限空间目标的辅助下,提出一种基于目标-恒星角距异步测量的惯导误差在线快速确定方法。首先,在星相机光轴旋转角度和视场角... 针对惯性/天文组合导航系统中大的初始状态误差影响惯导误差收敛速度的问题,在星相机观测具有先验位置信息的有限空间目标的辅助下,提出一种基于目标-恒星角距异步测量的惯导误差在线快速确定方法。首先,在星相机光轴旋转角度和视场角大小受限的情况下,设计了通过异步照相观测方式获取有效空间目标参考信息的方案;其次,在利用惯导误差状态传播模型实现异步测量信息同步处理的基础上,构建基于空间目标与恒星之间角距的非线性最小二乘优化模型,避免了星相机的光轴扰动和安装误差对测量精度的影响;最后,基于高斯牛顿法设计了两轮迭代优化估计惯导位置误差和速度误差的方法。蒙特卡洛仿真结果表明,所提方法利用对空间目标和恒星的有限观测信息,可以有效估计惯导位置误差和速度误差,在初始位置误差约十千米量级的情况下,可以估计补偿约97.73%的位置误差以及66.25%的速度误差,优化求解误差参数的计算耗时为0.0160 s。 展开更多
关键词 天文导航 异步观测 非线性最小二乘 高斯牛顿法
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基于KF-LESO-PID洛伦兹惯性稳定平台控制
5
作者 熊颖 刘强 +2 位作者 任元 樊亚洪 孙津济 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1072-1081,共10页
为克服现有惯性稳定平台使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用磁阻力磁轴承线性度差的缺点,提出一种基于洛伦兹力偏转磁轴承的新型洛伦兹惯性稳定平台(LISP)。为克服耦合效应和承载摩擦谐振干扰对平台偏转通道高频姿态补偿... 为克服现有惯性稳定平台使用机械轴承干扰量大,使用气/液浮轴承难度高,使用磁阻力磁轴承线性度差的缺点,提出一种基于洛伦兹力偏转磁轴承的新型洛伦兹惯性稳定平台(LISP)。为克服耦合效应和承载摩擦谐振干扰对平台偏转通道高频姿态补偿控制的影响,提出一种基于LESO-PID结合卡尔曼滤波(KF)反馈的数字控制方案。根据洛伦兹力磁轴承(LFMB)支承偏转系统结构特点,建立了LISP转子偏转动力学模型;利用模型分析径向两自由度偏转特性,提出在PID控制器的基础上,引入线性扩张状态观测器(LESO)和卡尔曼滤波反馈以抑制摩擦谐振干扰及耦合效应;搭建了以DSP和FPGA为核心的数字控制系统,并以离散形式将控制方法进行数字化实现。采用对数频率特性判据和Nichols曲线对所提控制方法的稳定性进行分析,通过仿真比较引入LESO-KF前后转子偏转通道的稳定性。实验结果表明:PID控制条件下在高频时失真,引入LESO-KF后明显降低噪声及干扰,同时还可对系统内部状态参数进行实时观测。实验结果验证了所提控制方法对摩擦谐振干扰及耦合效应的抑制作用。 展开更多
关键词 洛伦兹惯性稳定平台(LISP) 洛伦兹力磁轴承(LFMB) LESO-PID控制 卡尔曼滤波(KF)反馈 稳定控制
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基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制
6
作者 张秀云 冷嘉俊 +2 位作者 刘文静 刘达 宗群 《宇航学报》 2025年第2期244-252,共9页
针对传统航天器智能容错控制训练过程及真实在轨运行过程中的故障干扰等之间存在偏差、泛化性差的问题,提出一种基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制方法。该方法通过引入对抗网络,以最大程度模拟执行器故障对航天器姿态控制系统... 针对传统航天器智能容错控制训练过程及真实在轨运行过程中的故障干扰等之间存在偏差、泛化性差的问题,提出一种基于鲁棒对抗强化学习的航天器智能容错控制方法。该方法通过引入对抗网络,以最大程度模拟执行器故障对航天器姿态控制系统的影响,“利用强大的对手训练出更强大的控制器”,通过对抗网络及控制网络的交替迭代优化训练,生成鲁棒性更强、适应性更高、容错性更好的航天器智能容错控制策略,提高航天器的智能自主运维能力;此外,由于星上可携带资源有限,训练过程中综合考虑航天器姿态控制系统跟踪误差及燃料消耗,在燃料消耗近似最优的前提下保证航天器系统的稳定跟踪控制。仿真结果表明,所提新算法能有效保证故障下航天器系统的稳定。 展开更多
关键词 航天器 执行器故障 容错控制 鲁棒性 鲁棒对抗
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基于自适应UKF的卫星星座自主导航方法
7
作者 王栋 杨静 熊凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2655-2666,共12页
针对卫星星座自主导航系统中存在的模型不确定性及难以准确获取的时变系统噪声统计特性影响导航精度的问题,提出了一种系统噪声在线自适应调整的UKF算法。基于所提出的自适应UKF算法设计了一种基于星间相对测量的卫星星座自主导航方法,... 针对卫星星座自主导航系统中存在的模型不确定性及难以准确获取的时变系统噪声统计特性影响导航精度的问题,提出了一种系统噪声在线自适应调整的UKF算法。基于所提出的自适应UKF算法设计了一种基于星间相对测量的卫星星座自主导航方法,该方法结合奇异值分解和比例修正的采样策略,解决了应用UKF时易出现状态误差方差阵丧失正定性而导致的Cholesky分解无法进行的问题。通过在低轨区域星座和中轨全球星座上的仿真实验,验证了该算法在提高滤波精度以及改善状态估计置信度方面的有效性,所提算法的定轨精度优于EKF算法、自适应EKF算法以及基于对称采样策略的UKF算法。采用CRLB分析法对导航算法的估计性能进行了分析验证。 展开更多
关键词 星座自主导航 EKF UKF 自适应滤波 CRLB
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深空探测器相对论导航方法 被引量：3
8
作者 熊凯 魏春岭 +1 位作者 李连升 周鹏 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期140-150,共11页
在相对论导航系统中,通过毫角秒恒星角距测量装置获取反映恒星光行差和光线引力偏折变化的恒星角距观测量,利用导航滤波器处理观测量,估计深空探测器在惯性空间的位置和速度矢量,以及敏感器的测量基准偏差。建立了面向导航滤波器设计和... 在相对论导航系统中,通过毫角秒恒星角距测量装置获取反映恒星光行差和光线引力偏折变化的恒星角距观测量,利用导航滤波器处理观测量,估计深空探测器在惯性空间的位置和速度矢量,以及敏感器的测量基准偏差。建立了面向导航滤波器设计和系统性能分析的状态和观测方程,根据导航系统的克拉美劳下界(Cramer-RaoLowerBound,CRLB)考察了相对论导航方法用于深空探测的可行性,设计了通过导航滤波器自学习提升相对论导航系统性能的策略。仿真研究表明,对于环绕火星运行的深空探测器,在恒星角距测量精度为1mas的情况下,相对论导航方法能达到百米量级的定位精度水平。为相对论导航方法在深空中的应用提供了支持。 展开更多
关键词 深空探测 天文导航 相对论效应 Q学习扩展卡尔曼滤波器
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传感器过饱和条件下的星像点细分定位
9
作者 贾瑞明 马晓蕾 郝云彩 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期36-41,共6页
本文针对星点成像中的过饱和现象,分析了星像点的点扩散函数(PSF)特性,建立了过饱和星像点能量分布模型,提出了一种过饱和星像点PSF相关算法。该算法首先确定与星像点目标区域相似度最好的PSF序列,通过找到该序列的最大值进行定位。仿... 本文针对星点成像中的过饱和现象,分析了星像点的点扩散函数(PSF)特性,建立了过饱和星像点能量分布模型,提出了一种过饱和星像点PSF相关算法。该算法首先确定与星像点目标区域相似度最好的PSF序列,通过找到该序列的最大值进行定位。仿真实验表明:在星像点有噪声的条件下,PSF相关法的定位误差低至0.05 pixel;在非对称PSF条件下,定位误差依然小于0.1 pixel,均比传统的质心法、曲面拟合等方法的定位精度高。 展开更多
关键词 制导与控制 能量分布 过饱和 PSF相关算法 质心法
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