輸入受限的航天器編隊飛行姿態(tài)協(xié)同控制

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2、＾；．誠：、；研究方向ｒ、：航天器姿態(tài)控制麵指導教師；呂建婷融教授完成日期；２０１５年３月１０日—’？＇．？？？－‘＇‘巧■：：？，：：獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研巧成果．據(jù)我所知除了文中持別加標注和致謝的地方外論文中不包含其他人，，己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得黑龍江大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料．學位論文作者簽名：簽字曰期成粋月；曰志豕擔＾（學位論文版權

3、使用授權書本人完全了解黑龍江大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部口或機構送交論文的復印件和電子版允許論文被查閱和借閱．本人授，權黑鹿狂大學可將學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索心，可處采用影印、縮印或其他復制手段保存、匯編本學位論文．學位論文作者簽名：導師簽名：簽字日期興年日簽字日期：年月日的？＾中文摘要中中中文文文摘摘摘要要要近年來,航天技術發(fā)展迅速,越來越多的專家學者針對航天器編隊飛行的空間任務展開研究.本文以多個航天器為研究對象,對航天

4、器編隊飛行的姿態(tài)協(xié)同控制問題進行了深入的研究,論文主要內容如下:介紹了航天器的姿態(tài)動力學和運動學模型,圖論的基本概念和與圖論相關的矩陣及其性質.同時介紹了本文用到的非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性定義和理論.研究了航天器編隊飛行的姿態(tài)協(xié)同控制.針對輸入受限的航天器編隊飛行姿態(tài)協(xié)同控制問題,在執(zhí)行器正常情況下,給出了姿態(tài)協(xié)同控制算法,使得航天器編隊飛行的姿態(tài)能夠保持同步.然后進一步考慮在執(zhí)行機構故障存在時的航天器編隊飛行的姿態(tài)協(xié)同控制問題.基于Lyapunov方法,對閉環(huán)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性進行了證明.同時給出了數(shù)值仿真驗證,

5、仿真結果驗證了所提出的控制律的有效性.研究了航天器編隊飛行輸出反饋姿態(tài)協(xié)同控制.在有向拓撲結構下,給出了航天器編隊飛行輸出反饋姿態(tài)協(xié)同控制算法.又考慮了航天器編隊姿態(tài)跟蹤控制,給出了航天器編隊飛行輸出反饋姿態(tài)跟蹤控制律,實現(xiàn)了航天器的姿態(tài)同步和跟蹤.數(shù)值仿真結果驗證了所提出的控制算法的有效性.關鍵詞:航天器編隊;輸入受限;姿態(tài)協(xié)同控制;執(zhí)行機構故障;輸出反饋{I{黑龍江大學碩士學位論文AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopedspacetechnology,mor

6、eandmoreexpertsandscholarsputtheire?ortsonresearchingformation?yingissuesofspacemissions.Thisthesisstudiesmultiplespacecraftandconductsthethoroughresearchonattitudecoordinatedcontrolproblemofformation?ying.Andthecontentsareasthefollowing:Thisthesisintroduc

7、esspacecraftattitudedynamicandkineticmodels,basicconceptofgraphtheory,andthefeaturesoftherelativematrices.Meanwhile,thede?nitionandtheoryofstabilityofnonlinearsystemarediscussed.Theattitudecoordinatedcontrolproblemofspacecraftformation?yingisstud-ied.Consi

8、deringthatproblemwithinputconstraint,attitudecoordinatedcontrolalgorithmispresentedtomaketheattitudesofspacecraftinformationtoachievesynchronization.Further,acontrolprotocolofthatproblemwithactuatorfailureiss