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一类挠性航天器的变结构控制 总被引:2,自引:2,他引:2
本文研究在控制器能量受限条件下,一类挠性航天器的姿态控制问题。考虑刚性主体上带有挠性梁的航天器,并假定系统在一平面内作旋转运动。针对航天控制工程中执行机构的工作模式,基于系统的无穷维模型,本文设计了简单易行的变结构控制方案,并证明了相应的闭环系统的渐近稳定性。数值仿真和物理实验结果显示了所设计的控制算法的有效性。 相似文献
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挠性航天器旋转机动的变结构控制 总被引:10,自引:1,他引:10
本文研究在控制器能量受限条件下,一类挠性航天器旋转机动的控制问题。考虑刚性主体上带有挠性粱的航天器,并假定它在一平面内作旋转运动。本文针对航天控制工程中执行机构的工作模式,基于系统的无穷维模型,设计了简单易行的变结构控制方案,并证明了相应的闭环系统的渐近稳定性。数值仿真和物理实验结果显示了所设计的控制算法的有效性。 相似文献
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针对带有大型挠性附件的航天器姿态控制系统,将自适应模糊控制和模型预测控制相结合,设计了大挠性航天器的模糊模型预测姿态控制策略。基于大挠性航天器的动力学模型,采用泰勒展开设计出了非线性模型预测控制律,避免了预测控制在线优化过程中繁琐的计算,有效降低了计算复杂度。针对大挠性附件振动导致的不确定性扰动对姿态控制的影响,使用自适应模糊控制来逼近不确定扰动。基于Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性,并推导了模糊参数的自适应律。仿真结果表明所设计的控制策略对大挠性附件振动有很好的抑制作用,可以控制姿态角对期望值实现快速跟踪,具有较好的控制特性。 相似文献
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许多空间飞行任务需要挠性航天器的姿态跟踪控制。由于燃料消耗和柔性附件展开等原因,挠性航天器的惯量矩阵并非确定的常值矩阵,本文研究惯量矩阵未知时挠性航天器的姿态跟踪控制问题。基于惯量估计器设计了非线性反馈控制器,使航天器跟踪惯性空间的目标姿态角速度。通过构造Lyapunov函数并利用Barbalat引理证明了控制系统的全局渐进稳定性。最后进行了数值仿真以验证控制器的有效性。 相似文献
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首先对具有运动挠性附件的航天器的姿态动力学模型进行了简要讨论和分析,证明了对于受步进扰动的复杂挠性卫星系统,采用输出反馈PD控制仅能得到一致有界稳定的结论。为了获得闭环系统的渐近稳定性能,进一步构造了具有内模补偿的PD控制系统,并且根据Lyapunov理论给出了严格证明。基于美国GOES 8号静止轨道气象卫星公布的动力学参数,对PD控制及含有内模补偿的PD控制两类控制器进行了仿真对比,以校验所设计控制系统的有效性。最后,进行了总结并提出进一步的研究设想。 相似文献
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充液挠性多体航天器的变结构控制 总被引:4,自引:1,他引:4
本文首先给出了充液中心刚体上铰接有多个挠性附件的开链多体系统的简化动力学方程,并以跟踪与数据中继卫星为例,用变结构控制方法设计了系统的控制器。控制任务是驱动单址天线使之精确地跟踪期望的运动规律,同时保持星体稳定,并且有效地抑制弹性附件的振动。数值算例证明了所设计控制规律的有效性。 相似文献
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研究一类挠性多体航天器快速大角度机动的动力学与控制问题。考虑构形为“刚性主体 绕性梁 刚性端质量”的航天器,并假定它在一平面内作大角度旋转运动,本文利用Hamilton原理,建立了系统的非线性无穷维动力学模型,在只可测量刚性主体旋转角及其速率的情况下,设计了一种线性反馈控制方案,并证明了相应的闭环系统的渐近稳定性。 相似文献
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挠性空间结构的可辨识性研究 总被引:1,自引:0,他引:1
本文重点研究挠性空间结构系统的可辨识性。研究表明,系统的可辨识性取于系统构形和控制器、敏感器的配置模式。对于配置了分布式测量敏感器的挠性外系统,系统模态在整个空间区域上的取值可由输入输出数据确定,条件是控制向量与系统有关模态不正交;对于配置了点测量敏感器的挠性体系统,系统模态在控制点和测量点的取值信息可由输入输出数据确定,条件是控制向量与系统有关模态不正交并且测量点与系统模态的零点不重合。由此,本 相似文献
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针对高超声速飞行器上升段飞行过程中强耦合、强非线性同时要求满足过程约束的特点,提出了一种结合级联控制方法和控制障碍函数的新型三维制导控制一体化算法。首先通过对速度子系统设计控制障碍函数约束算法来满足飞行器的过程约束要求,然后利用反步法、动态逆控制方法设计其余子系统的控制器,两者共同组成制导控制一体化控制器。考虑到飞行器在上升过程中容易遭遇阵风扰动的问题,设计非线性干扰观测器以增强算法的鲁棒性。最后通过李雅普诺夫函数证明了系统的稳定性,并且通过仿真验证了该新算法能够在满足高超声速飞行器上升段过程约束的同时,实现飞行器的三维跟踪控制。 相似文献
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模糊神经网络控制器及其在航天器姿态控制系统中的应用研究 总被引:7,自引:3,他引:7
在航天器姿态控制领域,模糊控制技术作为一种辅助控制方法得到越来越多的关注。本文提出了一种基于模糊聚类算法和分布式模糊神经网络的模糊神经网络控制器,并将其用于《东方红三号》卫星应急星地大回路姿态控制系统之中。仿真研究表明,这种模糊神经网络控制器能够有效地从样本数据提取信息,实现分区域控制,并且具有较强的鲁棒性。该方法具有较为满意的控制效果。 相似文献
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针对航天器姿态机动过程中需要满足指向约束和输入饱和约束的问题,提出了一种基于视线轴导航函数和退步控制的控制算法。该算法通过在单位球面上建立视线轴对应的导航函数,并将该导航函数融入到退步控制律的设计过程中;同时通过设计辅助系统,结合李雅普诺夫稳定理论,设计出既能满足视线轴指向约束,又能满足输入饱和约束,同时对常值干扰进行估计并抑制的控制算法。仿真结果显示,提出的算法能同时处理指向约束和未知输入饱和约束,且对常值干扰具有抑制能力。 相似文献
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针对再入飞行器姿态控制问题,应用自适应动态规划(ADP)理论设计了姿态控制器。将再入飞行器的姿态控制建模为非线性系统的最优控制问题,提出单网络积分型强化学习(SNIRL)算法进行求解,该算法简化了积分型强化学习(IRL)算法在迭代计算中的执行-评价双网络结构,只需要采用评价网络估计值函数就可以求得最优控制律,其收敛性得到了理论证明。基于SNIRL算法设计了自适应最优控制器,并证明了闭环系统的稳定性。通过数值仿真校验了SNIRL算法比IRL算法计算效率更高,收敛速度更快,并校验了自适应最优姿态控制器的有效性 。 相似文献
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带有输入非线性的挠性航天器姿态机动变结构控制 总被引:3,自引:0,他引:3
针对挠性航天器反作用飞轮输入力矩受限情况下的姿态机动问题,提出了一种仅利用输出信息的变结构输出反馈控制方法。在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出了滑模存在条件以及变结构输出反馈控制器设计的方法,并保证闭环系统渐近稳定;另外,为了避免确定不确定性和外干扰界函数上限的困难,又给出了一种自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,并基于Lyapunov方法分析了滑动模态的存在性及稳定性。最后,将本文提出的两种控制方法应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,并进行数值仿真研究。仿真结果表明:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,使得挠性附件的振动幅值远远小于0.001,有效地抑制挠性附件的振动。 相似文献