三轴稳定挠性卫星姿态机动时变滑模变结构和主动振动控制

针对带有控制受限的挠性卫星的姿态机动和振动控制问题, 给出了一类仅利用输出信息的变结构控制和 基于智能材料的主动振动控制技术相结合的复合控制方法. 首先给出变结构姿态控制器的设计来完成卫星姿态机动, 并给出一种切换机制以实现挠性卫星快速姿态机动; 其次, 采用分布式压电元件作为作动器, 设计了应变速率反馈补偿器以增加挠性结构的阻尼, 使其振动能够很快衰减. 最后, 将本文提出的方法应用于三轴稳定挠性卫星的姿态机动控制, 仿真结果表明: 在推力器的控制受限条件下, 完成姿态机动的同时, 有效地抑制挠性附件的振动.  

三轴稳定卫星姿控系统的一般性问题

本文对三轴稳定卫星姿态控制系统的一些一般性问题进行了分析和研究。证明了如仅靠工作在速率模式的飞轮来控制卫星姿态，滚动轴和偏航轴的飞轮必须解耦。并指出磁卸载可以阻尼进动。另外，分析了各惯量积对卫星姿态运动的影响。  

基于模糊规则的非线性系统建模方法

提出了一种基于模糊聚类自调整的模糊建模方法，基于模糊聚类通过自适应模糊推理来调整模糊系统，一种在线辨识算法的是通过非线笥系统参数的在线性估计来进行的，为了证明了所提出方法的适用性，给出了几个实例的仿真结果。  

航天器时延自适应变结构容错控制

针对航天器存在未知惯量参数以及干扰与执行机构失效的姿态机动问题,提出一种将自适应变结构控制与时延技术相结合的鲁棒容错控制方法.该方法在继承变结构控制优点的同时,提高了控制律对参数和干扰变化的自适应能力;利用时延技术的逼近能力补偿执行机构的故障,使得控制器对执行机构的失效具有很强的容错能力,并且执行机构故障信息不需进行在线检测和分离.仿真结果表明,在完成姿态调节控制的同时,所提出的方法具有良好的过渡过程品质.  

一种多幂次滑模趋近律设计与分析

针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题,提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节,使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高,且无抖振现象.理论验证了其存在性、可达性及稳定性,并详细推导了趋近速率及干扰稳定界.以航天器姿态机动控制系统为例,对比仿真结果表明该趋近律下,系统的动态过程有较大改善并消除了抖振,且在存在模型不确定性及外加干扰作用下,系统仍可较快地收敛到平衡点附近的邻域内.  

带有饱和受限的挠性卫星变结构姿态容错控制

针对挠性卫星在飞行过程中存在推力器故障、控制输入饱和受限以及外部干扰的姿态控制问题,提出了一类基于变结构控制的鲁棒容错控制设计方法.该设计在继承变结构控制的优点的同时,显式地引入推力器输出的饱和幅值,以确保控制输出在其要求界的范围内.同时,充分利用星上推力器的硬件冗余以实现对部分推力器故障的容错,这种思想的引入使得所设计的控制器对故障具有很强的自适应能力,而且对设计者而言,推力器故障信息不需要进行在线的检测和分离.最后,将该控制器应用于某型卫星姿态调节控制,仿真结果表明该控制器能有效地抑制外部干扰、挠性结构的振动和推力器故障的约束,在实现姿态调节的同时,保证其控制输出满足饱和受限界的要求,具有较好的控制性能.  

挠性卫星姿态跟踪自适应L2增益控制

针对在轨挠性卫星姿态跟踪时存在参数不确定、外部干扰以及控制输入受限等问题,提出了一种自适应L2增益控制方法.首先利用神经网络来逼近系统中的未知非线性动态特性,设计自适应控制律来处理系统中的不确定参数;其次设计了一鲁棒控制器使得干扰力矩对系统性能输出具有L2增益,从而实现对干扰的抑制控制.最后通过引入附加的输入误差系统,设计自适应L2增益控制器,使得当控制输入一旦超出幅值限制时能够立刻恢复到限制范围内,实现对输入受限问题的解决.仿真结果表明,该控制方法能够实现高精度的姿态跟踪控制,具有一定的可行性和有效性.  

挠性航天器姿态机动的变结构主动振动抑制

针对挠性航天器大角度姿态机动的振动抑制问题, 提出了一种双回路鲁棒主动振动控制方法. 首先, 对各低阶振动模态设计正位置反馈补偿器, 增加挠性模态的阻尼, 使其振动能够快速衰减; 然后, 基于变结构输出反馈控制理论, 给出控制器的设计方法. 最后, 将该方法应用于挠性航天器姿态机动控制, 仿真结果表明, 所提出的方法是可行而有效的.  

基于实型遗传算法的抽头延迟线滤波器及其在自适应逆控制中的应用

提出一种基于实型遗传算法的抽头延迟线滤波器（横向滤波器）设计方法，通过对连续空间遗传算法的改进，将其运用到动态系统的自适应逆控制中，对象和逆控制器各用一个抽头延迟线滤波器表示，用抖动方法给对象建模，为使对象模型的逆的自适应过程能及时跟上对象模型的变化而无滞后，采用离线过程进行模型参考逆模型的训练，最后给出一个已镇定非最小相位对象的模型及其模型参考逆的仿真结果，验证了方法的有效性。  

有向网络下非线性多智能体系统的协调跟踪

基于一致性理论，在有向拓扑结构下研究非线性多智能体系统的协调跟踪控制问题．考虑智能体动力学模型为一般且仅满足Lipschitz条件的非线性系统，在仅有部分跟随智能体能获取领航智能体信息的情形下，当领航智能体与跟随智能体之间的拓扑结构具有有向生成树，即存在领航智能体到所有跟随智能体的有向路径时，所设计的分布式控制律可实现所有跟随智能体对领航智能体的跟踪，并指出该拓扑结构是系统实现跟踪的一个必要条件．最后，仿真实验验证了所设计控制算法的有效性．