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在轨操控航天器超近距离逼近的预设性能控制与地面试验
1
作者
王培基
张宪亮
+2 位作者
岳程斐
马广富
吴伟仁
《宇航学报》
北大核心
2025年第8期1612-1620,共9页
航天器在轨服务任务中,在轨操控航天器首先需要实现对目标航天器的超近距离逼近。在近距离逼近过程中,需要满足目标逼近的有限时间需求、超近距离下的高精度相对位置维持与姿态协同,以及全流程的避撞约束。针对这些控制需求和避撞约束,...
航天器在轨服务任务中,在轨操控航天器首先需要实现对目标航天器的超近距离逼近。在近距离逼近过程中,需要满足目标逼近的有限时间需求、超近距离下的高精度相对位置维持与姿态协同,以及全流程的避撞约束。针对这些控制需求和避撞约束,提出了一种预设性能控制方法。首先,考虑逼近过程中的姿轨耦合效应,采用对偶四元数构建6自由度姿轨耦合动力学模型;然后,以此为基础设计涵盖有限时间、高精度协同及避撞约束的综合预设性能函数;接着,结合鲁棒控制方法,设计预设性能鲁棒控制器,并推导证明控制器的稳定性;最后,在所搭建的基于大理石气浮平台的在轨操控航天器地面模拟试验系统上,验证所提预设性能控制方法的有效性;与PID控制方法比较,说明了该方法在工程应用中的优势。
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关键词
在轨操控
超近距离逼近
复杂约束
预设性能控制
地面试验
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职称材料
题名
在轨操控航天器超近距离逼近的预设性能控制与地面试验
1
作者
王培基
张宪亮
岳程斐
马广富
吴伟仁
机构
哈尔滨工业大学
(
深圳
)空天科技
学院
泰山
学院
数学与统计
学院
哈尔滨工业大学
(
深圳
)
智能科学
与工程
学院
探月与航天
工程
中心
出处
《宇航学报》
北大核心
2025年第8期1612-1620,共9页
基金
国家自然科学基金(12372045)。
文摘
航天器在轨服务任务中,在轨操控航天器首先需要实现对目标航天器的超近距离逼近。在近距离逼近过程中,需要满足目标逼近的有限时间需求、超近距离下的高精度相对位置维持与姿态协同,以及全流程的避撞约束。针对这些控制需求和避撞约束,提出了一种预设性能控制方法。首先,考虑逼近过程中的姿轨耦合效应,采用对偶四元数构建6自由度姿轨耦合动力学模型;然后,以此为基础设计涵盖有限时间、高精度协同及避撞约束的综合预设性能函数;接着,结合鲁棒控制方法,设计预设性能鲁棒控制器,并推导证明控制器的稳定性;最后,在所搭建的基于大理石气浮平台的在轨操控航天器地面模拟试验系统上,验证所提预设性能控制方法的有效性;与PID控制方法比较,说明了该方法在工程应用中的优势。
关键词
在轨操控
超近距离逼近
复杂约束
预设性能控制
地面试验
Keywords
On-orbit manipulation
Ultra-close approaching
Complex constraints
Prescribed performance control
Ground experiments
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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
在轨操控航天器超近距离逼近的预设性能控制与地面试验
王培基
张宪亮
岳程斐
马广富
吴伟仁
《宇航学报》
北大核心
2025
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