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1.
在对偶四元数的框架下研究了主从式编队卫星相对姿态和相对位置跟踪控制的优化问题.首先,给出了用对偶四元数描述的编队卫星六自由度的相对运动模型.接着,把系统模型拆分为标称系统和扰动系统,对于标称系统,使用李雅普诺夫优化控制技术和轨迹跟踪优化的方法来得到非线性系统的次优解,而对于扰动系统,利用滑模控制来确保闭环系统的鲁棒性,为此把最优控制和滑模控制结合起来提出了一种优化的积分滑模控制器,并通过李雅普诺夫方法严格地证明了整个闭环系统的全局渐近稳定性.最后,通过数学仿真来验证设计方法的有效性和可行性,结果表明本文的方法能够实现编队卫星姿轨跟踪的精确控制,收敛速度较快,得到的性能指标更小,且对模型参数不确定性和外部有界干扰具有较强鲁棒性.  相似文献
2.
针对编队卫星姿态协同跟踪控制中存在相异星间通信时变时间延迟的问题,提出了采用一阶滤波器来设计含通信时延的输出反馈控制器, 并通过引入参数在线自适应辨识技术,以实现利用卫星姿态误差信息来实现对卫星的转动惯量进行在线估计.对于系统稳定性的分析, 通过构造一新型Lyapunov函数,证明该控制器不仅能够有效地克服通信时间延迟对编队系统协同性的影响,同时可论证无需角速度信息反馈的闭环系统的有界稳定性.最后,将提出的算法应用于只需要角速度信息反馈的卫星编队飞行的协同控制,仿真结果表明该方法的可行性与有效性,具有实际的应用前景.  相似文献
3.
针对编队卫星队形重构问题,提出一种基于非配置点部分误差控制的联立方法。首先采用基于Radau配置点的拉格朗日插值多项式对微分代数方程组进行离散化处理;然后引入非配置点,要求避撞条件在非配置点处严格满足,但不对状态变量在非配置点处的误差估计进行控制,从而降低离散化后得到的非线性规划命题的求解难度;最后对3颗编队卫星的队形重构问题进行测试和仿真并与相应文献中的结果进行了比较,数值实验结果表明该方法具有更高的求解精度和求解效率。  相似文献
4.
卫星在编队飞行任务分析与可视化动态场景仿真,能使多颗卫星保持相对协同工作,但与外界交互集成能力较差。为了能够成为HLA(高层体系结构)的联邦成员,设计并实现了连接STK与RTI的中间件。通过相关分析设计了STK-RTI中间件的功能结构,采用服务转换机制建立了STK/Connect模块功能函数和RTI标准服务之间的映射关系,实现了STK和其它联邦成员之间的交互,并在编队飞行仿真中对中间件的可行性进行了验证,拓展了STK的使用范围。  相似文献
5.
利用线性时变系统终端约束最优控制方法,为椭圆轨道卫星编队的队形重构控制问题设计了均衡耗能最优控制器.由于描述椭圆轨道卫星编队相对运动的Lawden方程是时变方程,给卫星编队重构的最优控制器设计带来一定的困难.利用基于精细积分算法的控制系统设计工具箱-PIMCSD进行系统设计,求解卫星编队重构所需的时变最优反馈控制律和前馈控制律,最后给出了由三颗卫星组成的编队队形重构控制仿真计算结果.  相似文献
6.
规则化的卫星编队具有节省编队控制能量,保持椭圆轨道卫星编队,Hill方程有一定的局限性,为了解决上述问题,将T-H方程表示为参考轨道为真近角的显函数形式,推导出相对运动方程的解析解,并推导出满足卫星编队周期运动的初始化条件,虽然此条件能很好的稳定编队队形,但得到的实际编队轨道都是不规则的形状。为此,将重点对编队轨道规则形状的初始条件进行研究。仿真结果显示,规则化初始条件能很好地保持编队轨道形状规则。  相似文献
7.
卫星编队飞行自主相对定轨作为实现编队队形保持和控制的前提,是编队任务必须解决的关键技术之一.设计了一种应用于卫星编队的自主相对轨道确定方案,不同于目前广泛采用的C-W方程,采用了包含摄动影响的相对运动方程的解析表达式描述编队飞行,使得模型的精度有了很大提高.利用星间距离信息和方位信息作为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器实现环绕星相对轨道的自主确定,仿真结果表明使用本方案得到的定轨精度比采用C-W方程提高一个数量级,验证了这种导航方案的有效性,为实现编队飞行卫星高精度自主相对定轨提供了一个有效的方案.  相似文献
8.
设计了一种应用于卫星编队的自主相对轨道确定方案,不同于目前广泛采用的C-W方程,采用了包含摄动影响的相对运动方程的解析表达式描述编队飞行。利用星间距离信息和方位信息作为观测量,设计扩展卡尔曼滤波器实现环绕卫星相对轨道的自主确定,仿真结果表明定轨精度比采用C-W方程提高一个数量级,验证了这种导航方案的有效性。  相似文献
9.
编队卫星间精确的相对位置和速度信息的获取直接影响主从式编队卫星任务的完成.针对传统的集中式滤波算法在实时性和可靠性上的不足,提出利用联邦滤波算法对差分GPS和微波雷达信息进行融合,获得了满足编队任务要求的星间相对导航信息.其中差分GPS导航信息根据主从卫星的GPS测量信息获得;微波雷达通过测量卫星间的相对距离和角度来估算相对位置和速度.仿真结果表明,联邦滤波算法结合了差分GPS和微波雷达的优点,克服单一导航设备可能出现大误差的缺点,有效提高了测量精度,对主从式编队卫星完成飞行任务具有重要意义.  相似文献
10.
This article studies the finite-time output regulation problem for linear time-invariant continuous-time systems. By using the solution to a parametric Lyapunov equation (PLE) and regulator equations, three bounded linear time-varying (LTV) state controllers composed of the LTV feedback gain and the LTV feedforward gain are designed, such that (prescribed) finite-time output regulation is solved. As a further result, a linear LTV observer-based controller is also designed. The most significant advantages of this article are that the system under consideration is more general and the output regulation problem is achieved within a user-chosen regulation time. Finally, the developed LTV state controllers are utilized to the design of the satellite formation flying control system and simulation results verify the effectiveness of the proposed approaches.  相似文献
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