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带有阶梯输入信号的飞行仿真转台控制系统设计
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作者 马杰 姚郁 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期673-677,共5页
针对仿真转台在应用中存在因阶梯输入信号导致控制输入饱和的问题,应用采样控制系统直接设计理论,研究了特殊结构下的采样控制系统混合灵敏度设计问题.应用提升技术,给出了提升系统及H∞等效离散控制系统的状态空间模型,并给出了离散控... 针对仿真转台在应用中存在因阶梯输入信号导致控制输入饱和的问题,应用采样控制系统直接设计理论,研究了特殊结构下的采样控制系统混合灵敏度设计问题.应用提升技术,给出了提升系统及H∞等效离散控制系统的状态空间模型,并给出了离散控制器的计算方法.实验结果表明,此方法具有实际应用意义. 展开更多
关键词 采样控制系统 飞行器半实物仿真 鲁棒设计
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自动控制专业课的穿梭实验设计
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作者 方可 霍炬 +1 位作者 杨明 晁涛 《工业和信息化教育》 2024年第6期53-58,共6页
为解决自动控制实验课理论与实践脱节、设备与控制对象陈旧等问题,提出一种穿梭实验教学方法,采用学生感兴趣的控制对象,设计7种可编程的实验,并将其穿插在理论课之间,由主讲教师一人贯穿教学。实践证明,采用穿梭实验教学后,学生的平均... 为解决自动控制实验课理论与实践脱节、设备与控制对象陈旧等问题,提出一种穿梭实验教学方法,采用学生感兴趣的控制对象,设计7种可编程的实验,并将其穿插在理论课之间,由主讲教师一人贯穿教学。实践证明,采用穿梭实验教学后,学生的平均成绩和对课程的满意度显著提升,改善了自动控制专业课的实验教学效果。 展开更多
关键词 自动控制 穿梭实验 控制对象 贯穿教学 实验教学
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复杂仿真系统可信度量化研究 被引量:19
3
作者 刘飞 马萍 +1 位作者 杨明 王子才 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-3,共3页
为了有效量化复杂仿真系统的可信度,提出一个全新的可信度量化指导框架,建立了适合复杂仿真系统的可信度评估指标体系,并针对复杂仿真系统可信度量化主观性和不确定性比较强的特点给出可信度量化途径:首先使用模糊集理论获取底层指标的... 为了有效量化复杂仿真系统的可信度,提出一个全新的可信度量化指导框架,建立了适合复杂仿真系统的可信度评估指标体系,并针对复杂仿真系统可信度量化主观性和不确定性比较强的特点给出可信度量化途径:首先使用模糊集理论获取底层指标的评估意见,其次使用粗集理论处理评估意见的不一致并对其进行有意义的简化,最后使用证据理论合并评估意见和评估指标.实践证明了该量化方法的有效性. 展开更多
关键词 复杂仿真系统 可信度量化框架 可信度评估指标体系 模糊集理论 粗集理论 证据理论
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考虑通道耦合因素的制导控制一体化设计方法 被引量:22
4
作者 孙向宇 晁涛 +1 位作者 王松艳 马萍 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期936-945,共10页
针对倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)飞行器俯冲段制导与控制系统设计中存在的强耦合、强非线性问题,研究考虑通道耦合因素的制导与控制一体化设计方法。首先建立了考虑控制通道间耦合因素的三维制导与控制一体化设计模型,在模型中引入不确... 针对倾斜转弯(Bank-to-turn,BTT)飞行器俯冲段制导与控制系统设计中存在的强耦合、强非线性问题,研究考虑通道耦合因素的制导与控制一体化设计方法。首先建立了考虑控制通道间耦合因素的三维制导与控制一体化设计模型,在模型中引入不确定性因素,采用连续非光滑控制理论对三维块系统设计非光滑扩张状态观测器(Non-smooth extended state observer,NESO)进行观测补偿,然后结合反步法与块动态逆方法设计可以保证有限时间收敛的制导与控制一体化算法,并严格证明了带有扩张状态观测器的级联系统是全局有限时间稳定的。提出的方法适应强耦合BTT飞行器存在扰动情况下的快时变控制需求,通过仿真校验该方法可行、有效。 展开更多
关键词 BTT飞行器 通道耦合 非光滑扩张状态观测器 制导控制一体化
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模糊综合评价法在仿真可信度评估网中的应用 被引量:11
5
作者 方可 何博夫 +1 位作者 杨明 王子才 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期30-36,共7页
提出了仿真可信度评估网(CENS,Credibility Evaluation Net for Simulation)的方法,建立了网的数学定义和原理,给出了网的图示、性质和计算方法.为了进一步反映专家在评估中的不确定性,更真实地评价仿真系统的可信度,将模糊综合评价法... 提出了仿真可信度评估网(CENS,Credibility Evaluation Net for Simulation)的方法,建立了网的数学定义和原理,给出了网的图示、性质和计算方法.为了进一步反映专家在评估中的不确定性,更真实地评价仿真系统的可信度,将模糊综合评价法应用于CENS.在介绍了模糊综合评价原理的基础上,建立了模糊CENS体系,提出了模糊CENS的计算方法和使用步骤,并给出了1个仿真可信度评估的应用实例. 展开更多
关键词 仿真可信度评估 AHP CENS 模糊综合评价
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大型复杂仿真系统可信度量化方法研究 被引量:7
6
作者 刘飞 马萍 +2 位作者 杨明 孙国兵 王子才 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期169-174,共6页
为了有效地解决大型复杂仿真系统的可信度量化问题,分析影响大型复杂仿真系统可信度的各方面因素,建立了其可信度评估指标体系;考虑到大型复杂仿真系统可信度评估涉及大量不同层次、不同粒度的定性指标,使用层次语言变量来尽可能准确的... 为了有效地解决大型复杂仿真系统的可信度量化问题,分析影响大型复杂仿真系统可信度的各方面因素,建立了其可信度评估指标体系;考虑到大型复杂仿真系统可信度评估涉及大量不同层次、不同粒度的定性指标,使用层次语言变量来尽可能准确的获取其评估信息,并使用二元语义分析方法来处理这些多个来源、多种粒度的评估信息,从而有效地实现大型复杂仿真系统的可信度量化。实际应用证明了该量化方法的有效性。 展开更多
关键词 大型复杂仿真系统 可信度量化 可信度指标体系 层次语言变量 二元语义分析方法
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基于自抗扰的直接力与气动力复合控制系统设计 被引量:12
7
作者 王宇航 姚郁 毕永涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1544-1550,共7页
针对直接力/气动力复合控制导弹的设计问题,提出了一种基于自抗扰控制技术的自动驾驶仪设计方法。首先分析了复合控制系统的特点和控制问题,建立了三通道的复合控制模型。然后针对俯仰通道和偏航通道提出了一种三环设计方法,内环和中环... 针对直接力/气动力复合控制导弹的设计问题,提出了一种基于自抗扰控制技术的自动驾驶仪设计方法。首先分析了复合控制系统的特点和控制问题,建立了三通道的复合控制模型。然后针对俯仰通道和偏航通道提出了一种三环设计方法,内环和中环应用自抗扰控制器设计,主要考虑自抗扰控制器对对象参数变化和外部扰动的不敏感特性,外环采用PI控制器设计。最后针对滚转通道提出了一种双环设计方法,内环和外环均采用自抗扰控制器设计。仿真结果表明,所提出的控制方案对过载指令具有较好的跟踪效果,且控制器具有很强的鲁棒性,适用于直接力/气动力复合控制导弹的控制系统设计。 展开更多
关键词 直接力/气动力复合控制 自抗扰控制器 拦截导弹 自动驾驶仪
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基于三角模糊数的仿真模型验证方法 被引量:12
8
作者 焦松 李伟 杨明 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期124-131,共8页
为了保证仿真模型可信度量化结果的准确性,同时便于验证方法的实际应用,既需要充分考虑各种专家意见带来的不确定性,且需要采用统一的形式对专家意见进行刻画。由此提出基于三角模糊数的验证方法。首先分析专家意见的特点,并采用三角模... 为了保证仿真模型可信度量化结果的准确性,同时便于验证方法的实际应用,既需要充分考虑各种专家意见带来的不确定性,且需要采用统一的形式对专家意见进行刻画。由此提出基于三角模糊数的验证方法。首先分析专家意见的特点,并采用三角模糊数进行描述;然后将仿真输出分为静态、缓变和速变三类数据,并分别采用相应的图形将各自特征直观地呈现给专家,进而评定得到每个仿真输出分量的符合度;再者基于三角模糊数层次分析法得到各仿真输出变量的权重;最后基于模糊综合评判法综合各仿真输出分量的符合度,得到仿真模型的可信度。在实例应用中,该方法有效地对某导弹导引系统仿真模型进行验证。 展开更多
关键词 仿真模型验证 三角模糊数 模糊层次分析法 模糊综合评判法
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多约束下考虑控制饱和的自适应末制导方法 被引量:5
9
作者 董晨 晁涛 +1 位作者 王松艳 杨明 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期677-684,共8页
对地攻击飞行器在末制导过程中需满足导引头视场、攻角、落角等多种约束。针对这一问题提出一种多约束下的制导方法。将多约束下的制导问题转化为具有控制饱和的线性系统的镇定问题。针对该问题,利用基于参量Lyapunov方程的低增益反馈... 对地攻击飞行器在末制导过程中需满足导引头视场、攻角、落角等多种约束。针对这一问题提出一种多约束下的制导方法。将多约束下的制导问题转化为具有控制饱和的线性系统的镇定问题。针对该问题,利用基于参量Lyapunov方程的低增益反馈设计方法,推导带低增益参数的纵向制导律。借助Lambert W函数,研究闭环系统状态收敛特性与低增益参数的关系,给出低增益参数的自适应整定方法。通过该方法在线调整参数,使各约束条件得到满足。通过数值仿真对提出的制导方法进行校验。仿真结果表明,提出的制导方法满足约束条件且获得较高的制导精度。 展开更多
关键词 末制导 自适应 控制饱和 多约束 参量Lyapunov方程 Lambert W函数
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直/气复合控制导弹的模型预测和自抗扰姿态控制设计 被引量:14
10
作者 毕永涛 王宇航 姚郁 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1373-1383,共11页
针对直/气复合控制导弹姿态控制系统的特点,提出将非线性模型预测方法与自抗扰控制方法结合的姿态控制策略,设计姿控脉冲发动机阵列点火逻辑,在分析直接侧向力有限约束集的基础上提出直/气复合控制导弹姿态控制系统设计方法。仿真结果表... 针对直/气复合控制导弹姿态控制系统的特点,提出将非线性模型预测方法与自抗扰控制方法结合的姿态控制策略,设计姿控脉冲发动机阵列点火逻辑,在分析直接侧向力有限约束集的基础上提出直/气复合控制导弹姿态控制系统设计方法。仿真结果表明,所给出的复合控制策略可以有效抑制外部干扰和模型不确定性的影响,显著加快拦截导弹的过载响应速度。 展开更多
关键词 复合控制 有限输入约束集 模型预测 姿态控制
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仿真可信度评估中的AHP超越权重 被引量:8
11
作者 方可 马萍 杨明 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期584-588,共5页
AHP(Analytic Hierarchy Process)法在仿真可信度评估中经常使用,但传统的AHP法不能解决可信度评估结果的阶跃问题.为了解决这一问题,在明确了阶跃问题的主因是AHP相对权重的缺陷后,参考Petri网的相关定义,建立了AHP网的概念和数学基础... AHP(Analytic Hierarchy Process)法在仿真可信度评估中经常使用,但传统的AHP法不能解决可信度评估结果的阶跃问题.为了解决这一问题,在明确了阶跃问题的主因是AHP相对权重的缺陷后,参考Petri网的相关定义,建立了AHP网的概念和数学基础;针对传统AHP相对权重的缺陷,进一步提出了增强型AHP网及相关定义、图例等;在网络定义的基础上,提出了AHP超越权重的概念及其数学表达式;确定了含有超越权重的AHP网节点取值算法和评估节点优先级算法;提供了一个应用AHP超越权重的仿真可信度评估实例,并获取了量化的评估结果.计算结果表明:含有超越权重的AHP体系能够解决可信度评估结果的阶跃问题. 展开更多
关键词 层次分析法(AHP) 仿真可信度评估 阶跃问题 AHP网 超越权重
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一种电磁轨道炮系统的仿真模型 被引量:8
12
作者 胡玉伟 马萍 +2 位作者 杨明 焦松 王子才 《兵工自动化》 2012年第9期54-58,共5页
针对传统方法建模工作量大等问题,提出一种电磁轨道炮系统的模块化分解方法。对轨道炮系统的工作原理、结构特点和工作方式进行研究,将组成系统的物理部件划分为电源、轨道、电枢和弹丸4个主要的实体模块,通过替换系统模块或者改变模型... 针对传统方法建模工作量大等问题,提出一种电磁轨道炮系统的模块化分解方法。对轨道炮系统的工作原理、结构特点和工作方式进行研究,将组成系统的物理部件划分为电源、轨道、电枢和弹丸4个主要的实体模块,通过替换系统模块或者改变模型内的参数,灵活方便地研究使用不同类型电源、电枢的电磁轨道炮,并建立了轨道炮系统比较实用的仿真模型。仿真结果表明:适当增大电源电压、合理设计轨道结构及使用轨道修复技术可以提高轨道炮的性能,为今后电磁轨道炮系统的建模与仿真研究提供了思路。 展开更多
关键词 电磁轨道炮 仿真模型 模块化 等离子体电枢
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带落角约束与控制约束的纵向制导律 被引量:5
13
作者 董晨 晁涛 +1 位作者 王松艳 杨明 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期285-290,共6页
攻击地面目标的飞行器需以一定的落角击中目标,且攻击过程中控制量应满足约束条件的限制。针对该问题提出了一种带落角约束与控制约束的纵向制导律。基于非线性的飞行器质心运动模型,通过坐标变换得到用于制导律设计的线性模型,将带落... 攻击地面目标的飞行器需以一定的落角击中目标,且攻击过程中控制量应满足约束条件的限制。针对该问题提出了一种带落角约束与控制约束的纵向制导律。基于非线性的飞行器质心运动模型,通过坐标变换得到用于制导律设计的线性模型,将带落角约束与控制约束的制导问题转化为存在控制饱和的线性定常系统的镇定问题。利用参量李雅普诺夫方程方法对该线性定常系统设计低增益状态反馈律,通过推导得到带落角约束和控制约束的纵向制导律,并给出制导律参数的在线整定方法,保证视线角在给定时间内收敛至期望落角,且飞行过程中的控制量满足约束条件。仿真结果表明,提出的制导律能够适应多种飞行任务,且具有良好的工程适用性。 展开更多
关键词 制导律 落角约束 控制饱和 参量李雅普诺夫方程
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复杂系统仿真概念模型研究进展及方向 被引量:15
14
作者 王子才 王勇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期779-785,共7页
介绍了仿真领域里的概念模型的发展过程及研究现状,针对复杂系统仿真提出了复杂系统仿真概念模型,研究了复杂系统仿真概念模型的内涵和评价建模方法优劣的标准,探讨了关于复杂系统仿真概念模型的建模语言、描述方法、建模过程、验证方... 介绍了仿真领域里的概念模型的发展过程及研究现状,针对复杂系统仿真提出了复杂系统仿真概念模型,研究了复杂系统仿真概念模型的内涵和评价建模方法优劣的标准,探讨了关于复杂系统仿真概念模型的建模语言、描述方法、建模过程、验证方法和辅助工具五个研究方面的研究方法及方向。 展开更多
关键词 概念模型 复杂系统仿真概念模型 形式化方法 重用 评估
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遗传算法在质量矩导弹姿态控制中的应用 被引量:7
15
作者 秦莉 杨明 郭庆 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期769-772,共4页
研究了三轴稳定控制系统的姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(Radial Basis Function)网络的快速自学习以及自适应特性,将其作为控制器不断调整滑块的位置.同时利用遗传算法(GA)的全局、并行寻优及增强式学... 研究了三轴稳定控制系统的姿态控制问题.建立了内部带有3个可移动滑块的数学模型.利用RBF(Radial Basis Function)网络的快速自学习以及自适应特性,将其作为控制器不断调整滑块的位置.同时利用遗传算法(GA)的全局、并行寻优及增强式学习能力对神经网络控制器的权系进行优化.通过对滑块位置的协调控制,改变导弹的飞行姿态.最后讨论了滑块运动特性对系统性能产生的影响并对系统稳定性进行了分析.仿真结果表明该控制律能在保证系统稳定的情况下有效地实现导弹的姿态调整,并且提高了系统的动态响应品质. 展开更多
关键词 质量矩 姿态控制 RBF 遗传算法(GA)
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基于自适应动态逆的高超声速飞行器姿态复合控制 被引量:12
16
作者 遆晓光 孔庆霞 余颖 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期955-962,共8页
考虑高超声速飞行器再入过程中存在气动舵低效的问题,提出了质量矩/气动舵复合控制方式,研究了这两类执行机构的复合控制分配问题,并针对高超声速飞行器强非线性和不确定性的对象特性,基于神经网络方法设计了自适应动态逆姿态控制系统... 考虑高超声速飞行器再入过程中存在气动舵低效的问题,提出了质量矩/气动舵复合控制方式,研究了这两类执行机构的复合控制分配问题,并针对高超声速飞行器强非线性和不确定性的对象特性,基于神经网络方法设计了自适应动态逆姿态控制系统。首先给出了质量块配置原则以及质量矩/气动舵复合控制模型;其次,为获得良好的控制分配精度并保证较小的执行机构能耗,基于二次规划方法设计了质量矩/气动舵复合控制分配策略;再次,利用神经网络权值的自适应调整来逼近系统中存在的不确定性,补偿动态逆误差,设计了基于神经网络的自适应动态逆控制器。最后,通过仿真验证了文中控制分配策略和自适应动态逆方法的有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 质量矩 气动舵 姿态控制 控制分配 神经网络 动态逆
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质量矩拦截弹的模糊滑模姿态控制系统设计 被引量:7
17
作者 张晓宇 贺有智 王子才 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1419-1423,共5页
质量矩控制是一种全新的飞行控制方法,与广泛应用的空气动力控制相比,可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题,而且可以提高飞行器的机动性和敏捷性。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一... 质量矩控制是一种全新的飞行控制方法,与广泛应用的空气动力控制相比,可以避免飞行器在超高马赫数飞行时舵面的气动加热问题,而且可以提高飞行器的机动性和敏捷性。以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础,通过对模型合理的简化,得到一个耦合的非线性动力学系统,考虑到系统的鲁棒性要求和三个滑块的协调控制问题,利用滑模控制设计了拦截弹大机动飞行时的姿态控制系统,同时采用模糊逻辑算法抑制系统的抖振现象。仿真结果表明系统性能指标满足设计要求,只需微调滑块位置,即可以实现拦截弹的姿态控制。 展开更多
关键词 质量矩拦截弹 姿态控制 滑模控制 模糊逻辑算法
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具有直接侧向力的拦截导弹复合制导控制设计 被引量:5
18
作者 毕永涛 姚郁 马克茂 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2496-2502,共7页
针对大气层内直接侧向力与气动力复合控制拦截导弹,提出了一种基于输出稳定的复合制导控制策略。该策略同时考虑了末制导精度和弹体动态响应,首先根据末制导系统数学模型选择零效脱靶量和弹体角加速度作为系统评价输出,然后计算维持末... 针对大气层内直接侧向力与气动力复合控制拦截导弹,提出了一种基于输出稳定的复合制导控制策略。该策略同时考虑了末制导精度和弹体动态响应,首先根据末制导系统数学模型选择零效脱靶量和弹体角加速度作为系统评价输出,然后计算维持末制导系统评价输出在零点所需要的控制量,最后在考虑不确定性和外加干扰的情况下,扩展附加切换控制,使得系统评价输出能够在有限时间内到达零点并确保闭环系统稳定。仿真结果表明,利用所提复合制导控制策略,在制导末段拦截高机动目标时达到了很高精度。 展开更多
关键词 直接侧向力 复合制导控制策略 输出稳定性 零效脱靶量 拦截导弹
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大气层外拦截器开关式姿态控制律设计 被引量:6
19
作者 杨宝庆 姚郁 贺风华 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期5-8,共4页
以大气层外拦截器为背景,为了提高姿态控制系统对干扰力矩的鲁棒性,基于预测控制方法设计了开关式姿态控制律.将导引头视场约束和姿态角速度约束以输出约束的形式添加到预测控制的优化问题中,保证了目标不脱离视场.针对线性化后的姿态... 以大气层外拦截器为背景,为了提高姿态控制系统对干扰力矩的鲁棒性,基于预测控制方法设计了开关式姿态控制律.将导引头视场约束和姿态角速度约束以输出约束的形式添加到预测控制的优化问题中,保证了目标不脱离视场.针对线性化后的姿态运动模型,采用约束"紧缩"的方法,通过适当的调整约束集,保证了算法的鲁棒性.在此基础上得到了带有开关输入的姿态控制对应的优化问题.仿真结果表明,本文给出的设计方法即使在存在较大干扰力矩的情况下仍然能够满足姿态控制精度要求. 展开更多
关键词 模型预测控制 开关输入 姿态控制
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基于扩张状态观测器的航天器自适应姿态控制 被引量:4
20
作者 袁国平 史小平 李隆 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期9-17,共9页
针对航天器三轴姿态大角度机动时动力学特性耦合强烈的情况,同时考虑外界干扰及执行器的不确定性,根据扩张状态观测器的相关理论,提出了航天器姿态机动的一种自适应输出反馈控制策略。首先,采用动量矩定理和欧拉法建立了航天器的姿态动... 针对航天器三轴姿态大角度机动时动力学特性耦合强烈的情况,同时考虑外界干扰及执行器的不确定性,根据扩张状态观测器的相关理论,提出了航天器姿态机动的一种自适应输出反馈控制策略。首先,采用动量矩定理和欧拉法建立了航天器的姿态动力学模型。然后,在此基础上,利用扩张状态观测器能够准确地获取航天器三轴间非线性耦合及其他未知的外界干扰信息的能力,设计了一种仅需要姿态角测量值的自适应输出反馈控制律,使航天器在大角度姿态机动的同时能够通过自适应律补偿控制力矩的输出偏差。仿真结果表明,在多种任务模式下,航天器都可以很好地完成姿态机动任务,从而验证了控制律的正确性和有效性。 展开更多
关键词 扩张状态观测器 自适应控制 输出反馈 姿态机动 非线性系统 航天器
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