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挠性航天器的自耦PD姿态控制方法
2024年
针对存在模型参数不确定以及受到外部干扰的挠性航天器的高精度姿态控制和主动振动抑制问题,根据自耦PID(auto-coupling proportional integral derivative,ACPID)控制理论提出了一种简单的自耦PD(auto-coupling proportional derivative,ACPD)控制方法.将挠性航天器姿态运动的已知和未知内部动态以及外部干扰定义为一个总扰动,进而将其等价映射为一个二阶线性扰动系统.据此构建了在复合总扰动反相激励下的受控误差系统,根据ACPID控制理论分别设计了ACPD姿态控制和ACPD主动振动控制,并分析了每个系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性.仿真试验结果表明,ACPD姿态控制对姿态角指令有较好的跟踪性能,ACPD主动振动控制也能有效地抑制挠性附件的振动.
黄利容曾喆昭曾鹏
关键词:挠性航天器主动振动控制
一种挠性航天器双模式姿态确定方法及装置
本发明提出一种挠性航天器双模式姿态确定方法及装置,属于航天器控制技术领域。其中,所述方法包括:根据挠性航天器的陀螺工作状态及飞行任务需求,确定当前时刻挠性航天器的姿态滤波工作模式,所述滤波工作模式包括无陀螺模式和有陀...
孟子阳袁斌文董瑞琦
挠性航天器姿态动力学数据驱动辨识与控制
2024年
挠性航天器的姿态机动与其挠性部件的振动存在强耦合,这导致系统表现出明显的非线性特征,其动力学行为的描述与控制是非常具有挑战的问题.为了处理挠性航天器建模与姿态控制中的非线性问题,针对挠性航天器的姿态控制问题提出了一种基于Koopman算子理论的数据驱动建模方法,并基于数据驱动辨识得到的模型设计了最优控制,实现对挠性航天器的姿态控制和振动抑制.首先,提出了一种基于Koopman算子理论和非线性系统稀疏性辨识算法(SINDY)的SO(3)上挠性航天器姿态动力学数据驱动辨识方法,根据SO(3)上挠性航天器姿态的动力学特点,设计了一组包含姿态动力学状态的观测函数,用于提升空间上挠性航天器姿态动力学的广义线性模型稀疏性辨识.然后,在小角速度假设下进行全局线性化,通过去除广义线性模型中的高阶项来得到挠性航天器姿态动力学的有限维Koopman稀疏模型,并通过仿真验证了广义线性SINDY模型与Koopman线性化模型的预测能力.最后,以数据辨识得到的线性化模型为基础,提出了基于Koopman算子的最优线性二次型调节(LQR)用于挠性航天器的姿态控制与振动抑制.通过仿真验证了所提出控制的效果,并将所提出的控制与经典非线性最优控制方法进行对比,证明了所提出算法的优势.
陈竑宇陈提
关键词:挠性航天器数据驱动LQR
一种挠性航天器双模式姿态确定方法及装置
本发明提出一种挠性航天器双模式姿态确定方法及装置,属于航天器控制技术领域。其中,所述方法包括:根据挠性航天器的陀螺工作状态及飞行任务需求,确定当前时刻挠性航天器的姿态滤波工作模式,所述滤波工作模式包括无陀螺模式和有陀...
孟子阳袁斌文董瑞琦
基于观测挠性航天器姿态机动控制方法
基于观测挠性航天器姿态机动控制方法,涉及航空航天控制系统领域,解决现有航天器在轨姿态机动时,挠性附件振动和外部干扰带来的控制性能下降的问题。本发明依据挠性航天器运动学、动力学和振动方程,通过分析航天器在近地轨道运行所...
张刘刘泉志范国伟吕雪莹高宇肖阳
基于扰动观测的大挠性航天器姿态预见控制
2024年
针对航天器的大型挠性附件振动会严重影响其姿态控制的问题,设计了基于扰动观测的信息融合姿态预见控制。将挠性附件振动引起的不确定项视作对姿态的复合扰动,设计扰动观测对该复合扰动进行实时估计。在此基础上,通过融合期望轨迹和系统动态方程等信息,依据信息融合理论,推导了大挠性航天器的姿态预见控制律,用以改善航天器姿态系统的控制性能。所设计的姿态控制算法具有设计过程简单及容易实现等优点。仿真结果表明,所设计的控制策略对挠性附件振动具有较好的抑制作用,航天器姿态角能快速达到期望指令,具有良好的控制特性。
包燕伟管萍戈新生曹彧腾
关键词:扰动观测器信息融合
基于全驱系统理论的挠性航天器姿态控制方法
本发明公开了一种基于全驱系统理论的挠性航天器姿态控制方法,所述方法利用挠性航天器的动力学模型,并考虑外部环境干扰,通过状态同胚变换将挠性航天器系统转化为全驱系统,以解决挠性航天器的姿态控制问题,采用观测和自适应律来估计...
李志张颖吴爱国
执行故障下挠性航天器自适应边界容错控制
2024年
针对执行故障下的挠性航天器的姿态控制及振动抑制问题,提出了基于模型变换的自适应边界容错控制方案,实现了挠性航天器的姿态跟踪及振动抑制。首先,为了准确刻画航天器刚体与挠性振动之间的强耦合特性,采用互联偏微分方程常微分方程描述挠性航天器的混合动力学;其次,设计辅助信号建立边界条件与内部动力学之间的关系;进而,采用直接自适应控制技术设计边界容错控制律及参数更新律,保证挠性航天器闭环姿态控制系统的渐近跟踪性能;最后,仿真结果验证了所提出的边界容错控制算法的有效性。
赵冬卢爽爽任文静黄大荣
关键词:挠性航天器执行器故障
基于全驱系统理论的挠性航天器姿态控制方法
本发明公开了一种基于全驱系统理论的挠性航天器姿态控制方法,所述方法利用挠性航天器的动力学模型,并考虑外部环境干扰,通过状态同胚变换将挠性航天器系统转化为全驱系统,以解决挠性航天器的姿态控制问题,采用观测和自适应律来估计...
李志张颖吴爱国
基于干扰观测挠性航天器姿态机动控制方法
基于干扰观测挠性航天器姿态机动控制方法,涉及航空航天控制系统领域,解决现有航天器在轨姿态机动时,挠性附件振动和外部干扰带来的控制性能下降的问题。本发明依据挠性航天器运动学、动力学和振动方程,利用Lagrange力学建...
张刘刘泉志范国伟吕雪莹高宇肖阳

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研究主题:抗干扰 干扰观测器 航天器 航天器姿态 挠性航天器