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《衛(wèi)星編隊飛行的魯棒自適應(yīng)控制方法_董曉光》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第39卷第2期自動化學(xué)報Vol.39,No.22013年2月ACTAAUTOMATICASINICAFebruary,2013衛(wèi)星編隊飛行的魯棒自適應(yīng)控制方法董曉光1曹喜濱1張錦繡1施梨1摘要研究了主從式框架下編隊飛行的相對控制問題.首先推導(dǎo)了描述主從星相對運動的完整非線性動力學(xué)模型,利用完整模型的無攝動形式提出了最優(yōu)參考軌跡生成問題,并應(yīng)用高斯偽譜法將此問題轉(zhuǎn)換成非線性規(guī)劃問題,使其可以數(shù)值求解;基于Lyapunov方法設(shè)計了閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)控制器,在存在未知干擾、未知主星軌道參數(shù)與控制以及未知從星質(zhì)量的情況下,僅利用相對狀
2、態(tài)測量即能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)的參考軌跡跟蹤誤差和參數(shù)估計誤差全局一致最終有界,并證明了跟蹤誤差的最終界可以通過選取合理的控制器參數(shù)使其任意小;最后給出了具體的仿真場景驗證了本文主要結(jié)果的有效性.關(guān)鍵詞編隊飛行,魯棒自適應(yīng),參數(shù)估計,最終有界,軌跡規(guī)劃,偽譜法引用格式董曉光,曹喜濱,張錦繡,施梨.衛(wèi)星編隊飛行的魯棒自適應(yīng)控制方法.自動化學(xué)報,2013,39(2):132?141DOI10.3724/SP.J.1004.2013.00132ARobustAdaptiveControlLawforSatelliteFormationFlyi
3、ng1111DONGXiao-GuangCAOXi-BinZHANGJin-XiuSHILiAbstractThispaperconsiderstherelativecontrolproblemofearth-orbitingformationsbasedontheleader-followerscheme.Thefullnonlineardynamicsdescribingtherelativemotionbetweentheleaderandthefollowerarederived.Thenon-perturbedformo
4、fthefulldynamicsisutilizedtoformulatetheoptimalreferencetrajectorygenerationproblemwhichistransformedintoanonlinearprogrammingproblemfornumericalsolutionbyGausspseudospectralmethod.ArobustadaptivecontrollerisdesignedbasedontheLyapunovmethod.Despitethepresenceofunknown
5、disturbance,unknownreferenceorbitparameters,unknowncontroloftheleader,andunknownmassofthefollower,thiscontrollercanguaranteetheglobaluniformultimateboundednessoftheclosed-loopsystemusingonlyrelativemeasurements.Theultimateboundofthetrackingerrorcanbemadearbitrarilysma
6、llbyproperchoiceofcontrollerparameters.Simulationresultsarepresentedtoillustratethee±ciencyofthemainresultsinthispaper.KeywordsFormation°ying,robustadaptive,parameterestimation,ultimateboundedness,trajectorygeneration,pseudospectralmethodCitationXiao-GuangDong,Xi-BinC
7、ao,Jin-XiuZhang,LiShi.Arobustadaptivecontrollawforsatelliteformation°ying.ActaAutomaticaSinica,2013,39(2):132?141多顆小衛(wèi)星編隊飛行作為替代傳統(tǒng)大衛(wèi)星的方近圓軌道,且其在推導(dǎo)過程中對非線性項進行了線案受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注,自主的相對控制是實性化,加之CW方程未考慮攝動因素的影響,因此現(xiàn)衛(wèi)星編隊飛行的關(guān)鍵技術(shù),而編隊飛行的復(fù)雜性基于CW方程設(shè)計的控制器可能會造成額外的燃料對控制器設(shè)計帶來了很大的挑戰(zhàn),因此國內(nèi)外學(xué)者消耗且
8、無法為高精度任務(wù)提供足夠的性能,為此,近在此領(lǐng)域展開了大量研究,目前的編隊控制技術(shù)主幾年學(xué)者開始基于描述相對運動的完整非線性動力要基于星間相對運動的兩種描述方法,即基于相對學(xué)模型來設(shè)計控制器,deQueiroz等[3]首先利用完位置和速度的描述(典
