中央高校基本科研业务费专项资金(HITKLOF2010016)
- 作品数：7 被引量：32H指数：4
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- 相关机构：哈尔滨工业大学中国科学院哈尔滨工业大学(威海)更多>>
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- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 考虑执行机构误差的编队卫星姿态分布式时延滑模自适应协同控制被引量：5
- 2011年
- 针对编队卫星姿态协同控制问题,在考虑到执行机构误差的前提下,提出一种将时延控制与滑模自适应控制相结合的鲁棒控制方法。该方法通过引入自适应更新律实现对执行机构小角度安装误差的在线估计,同时通过滑模控制完成对外界干扰和执行机构随机幅值误差等随机扰动的抑制。由于引入了时延环节,只需对上一时刻控制力矩进行单位时延,达到大大简化控制器设计复杂度的目的。基于Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的稳定性。最后,通过数值仿真对提出的控制方法进行了验证,仿真结果表明该方法能够有效抑制外部干扰和执行机构随机幅值误差的影响,对执行机构安装误差的自适应在线估计能够快速稳定收敛,鲁棒性强,且具有良好的过渡过程品质。
- 吕跃勇胡庆雷马广富周稼康
- 关键词：卫星编队时延控制
- 基于微分平滑的欠驱动刚性航天器时间最优轨迹规划研究(英文)被引量：6
- 2011年
- 针对非轴对称欠驱动航天器提出了一种新的基于微分平滑特性的时间最优轨迹规划算法。首先,在控制输入受限的约束条件下,对给定的初末姿态,选取航天器机动时间最短为待优化的性能指标。其次,在欠驱动航天器的非受控轴上引入虚拟控制输入,扩展系统的平滑特性,从而使得系统的姿态和控制输入变量均可由平滑输出函数及其各阶导数代数表征;同时为保证优化问题的等价性,引入虚拟控制输入始终为零的附加等式约束。进一步,利用伪谱法离散系统的平滑输出函数,将优化问题最终转化为一个低维的,仅含有代数约束的非线性规划问题,且无需积分求解系统的动态力学方程。仿真结果表明该算法不仅能够有效地减少优化所需的时间,而且运算精度较高。
- 庄宇飞马广富李传江黄海滨
- 关键词：伪谱法欠驱动
- 带卡尔曼估计器的无拖曳卫星干扰补偿控制被引量：3
- 2012年
- 为使外界干扰对无拖曳卫星的影响降低,设计了基于卡尔曼滤波的干扰估计器,对实际存在的干扰进行前馈补偿,并基于二次型最优指标设计了最优控制器.首先建立了无拖曳系统位移模式下卫星与质量块的相对轨道动力学模型,然后给出了无拖曳卫星状态估计的过程,并根据估计得出的状态设计了最优控制器,最后在卡尔曼滤波的基础上,根据得到的估计干扰对实际干扰进行补偿,组成带有前馈回路的控制系统,利用MATLAB/Simulink软件进行仿真.仿真结果表明,带有干扰补偿的最优控制器能对外界干扰进行有效地抑制,从而满足了无拖曳卫星的控制精度要求.
- 李传江王玉爽马广富张海博
- 关键词：最优控制
- 深空环境下卫星编队飞行队形重构实时重规划被引量：4
- 2012年
- 针对深空环境中卫星编队自主队形重构的机动问题,设计了队形重构过程中的实时重规划方案。在每次重规划过程中首先用Legendre伪谱法将当前时刻到终端时刻的重构问题离散化为非线性规划问题;其次,根据卫星编队飞行队形重构的特点,使用协同进化粒子群(CPSO)方法对每次重规划进行求解,该方法既避免了传统优化方法对复杂问题梯度的求解,又能在整个优化过程中保证约束条件的满足,并且能够事先为粒子群的进化提供大致方向,极大地提高了每次重规划的计算速度;最后,提出了重构过程中具体的重规划策略,以保证队形重构的顺利进行。仿真结果表明,与传统的控制方法相比,在重构过程中,该方法能够在初始给定轨迹的基础上进一步优化,可以有效降低重构过程的能量消耗,并能够避免重构过程中碰撞的发生。
- 黄海滨马广富庄宇飞吕跃勇
- 关键词：队形重构伪谱法
- 基于时频域分析的轮控航天器姿态控制规律参数整定被引量：6
- 2011年
- 研究了轮控航天器姿态控制规律的设计与参数整定问题。采用xyz转序欧拉角描述航天器姿态,建立了航天器动力学及运动学方程,并设计了非线性解耦控制律,使得各回路可独立设计PID控制器。以滚动回路为例,分析了PD控制参数与系统带宽、截止频率、相位裕度等多项频域指标的关系,从而设计有效的稳态控制器以应对挠性结构振动和系统时延等;接着根据姿态控制特性给出了积分参数选取及积分饱和处理策略;同时为快速完成姿态机动,结合时间最优控制特性分析了控制参数与机动角度的关系;此外,执行机构效率和系统干扰力矩等因素也被用于控制参数域的整定。最后利用整定策略设计了某型卫星的姿态控制器,并通过频域分析和数学仿真检验了该方法的有效性和实用性。
- 李传江郭延宁张永合马广富
- 关键词：PID控制参数整定
- 欠驱动航天器姿态调节滑模控制被引量：4
- 2012年
- 针对欠驱动航天器的姿态调节问题,设计了基于滑模变结构控制方法的控制器.给出基于四元数的三轴稳定欠驱动航天器动力学模型和运动学模型,在此基础上首先利用广义逆和二阶滑模趋近律设计了航天器欠驱动轴的姿态调节控制律,给出了欠驱动轴控制器所具有的一般形式,分析了控制器的可实现性,并引入微小摄动量以保证控制器解的存在,在保证欠驱动轴稳定的情况下,又设计了一阶滑模趋近律控制器实现可控轴的调节,最后证明了该控制方法在干扰作用下是有界稳定的,并进行了数值仿真,验证了所推导控制律对欠驱动航天器姿态调节控制的有效性.
- 马广富刘刚黄静
- 关键词：欠驱动航天器滑模控制广义逆
- 基于协同进化粒子群和Pareto最优解的卫星编队队形重构方法被引量：4
- 2011年
- 针对卫星编队自主队形重构问题,提出了基于协同进化粒子群优化(CPSO)和Pareto最优解的求解方法。首先,使用Legendre伪谱法(LPM)将队形重构问题离散化为非线性规划(NLP)问题;其次,根据卫星编队的特点及碰撞规避的需要,使用CPSO算法对重构问题采用既独立又集中的求解方式,避免了传统优化方法对梯度的求解;然后,使用一种深度-广度优先搜索(D-BFS)算法,能够高效地找到CPSO进化中所有Pareto最优解,提升了算法的效率。仿真结果表明,该方法快速有效,能够满足实时性的要求,使得卫星编队的自主运行成为可能。
- 黄海滨马广富庄宇飞吕跃勇
- 关键词：队形重构伪谱法PARETO最优解
