导读:本文包含了姿态协同控制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:双层气囊隔振装置,多目标协同,姿态控制
姿态协同控制论文文献综述
卜文俊,施亮,何琳,徐伟[1]（2019）在《双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法》一文中研究指出针对双层气囊隔振装置高精度姿态平衡控制需求,提出多目标协同姿态控制方法。通过建立双层隔振装置动力学模型、充放气控制等效作用力模型,建立了控制响应特性分析模型。并基于多目标满意优化方法建立了多目标协同姿态控制方法,使得双层气囊隔振装置能够较好地适应上下层气囊隔振装置姿态耦合,实现姿态平衡控制,并可有效抑制结构弹性变形对姿态平衡控制的影响。在双层气囊隔振装置上验证了该控制方法的可行性。该方法将用于某型船舶大型发电机组双层气囊隔振系统,实现双层气囊隔振装置柔性支撑状态下的姿态平衡控制。(本文来源于《国防科技大学学报》期刊2019年06期）
陈海涛[2]（2019）在《航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制方法研究》一文中研究指出航天器姿态跟踪及姿态协同控制技术是实现多种航天任务的基础,并在不同的领域中有着重要应用,例如深空探测和对地观测等。然而,由于航天器系统中不可避免地存在着多种干扰性因素,为了保证航天任务的顺利进行,并获得满意的控制效果,必须确保所设计的姿态控制算法具有一定的鲁棒性。因此,本文针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入受限等系统不确定性的航天器姿态控制系统,基于滑模控制方法、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统、动态面控制方法和观测器等非线性控制方法对航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制问题进行了深入研究,其主要内容如下。首先,针对以四元数为姿态参数的航天器姿态跟踪控制系统,利用误差四元数和误差角速度设计了若干滑模面,作为后续各章节设计控制器的基础,具体包括:线性滑模面、快速终端滑模面、快速非奇异终端滑模面和积分终端滑模面等。其中,通过分别将快速终端滑模面和快速非奇异终端滑模面与一阶滤波器结合,构造了两种新型的积分终端滑模面,以设计有限时间稳定的终端滑模控制器同时避免产生控制奇异问题。并且,详细分析了上述几种滑模面上系统状态变量的时域特性。其次,针对存在多种系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,基于快速非奇异终端滑模面设计了叁种有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,对于系统中仅存在外部干扰力矩且其一阶导数上界已知的情况,基于快速非奇异终端滑模面、快速终端滑模面和符号函数设计了姿态跟踪控制器。由于所设计滑模面的分层式结构,使得相应的符号函数须经过积分环节的作用才施加于被控航天器,确保了姿态跟踪控制器的连续性并显着削弱了执行器的抖振;其次,对于系统中存在未知且有界的外部干扰力矩的情况,基于快速非奇异终端滑模面和快速终端滑模型趋近律设计了姿态跟踪控制器;最后,对于系统中同时存在外部干扰力矩和模型不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于快速非奇异终端滑模面、快速终端滑模型趋近律和连续自适应控制方法设计了姿态跟踪控制器。由于上述叁种控制器均为连续的,所以可以显着削弱执行器的抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。再次,针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入饱和等系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,基于积分终端滑模面设计了有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,针对系统中同时存在上述系统不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于积分终端滑模面、快速非奇异终端滑模面和非连续自适应控制方法,设计了姿态跟踪控制器。由于所设计滑模面的分层式结构,使得相应的非连续函数须经过一阶滤波器的作用才施加于被控航天器,确保了姿态跟踪控制器的连续性并显着削弱了执行器的抖振;其次,对于系统中仅存在未知且有界的外部干扰力矩的情况,基于积分终端滑模面和快速终端滑模型趋近律设计了姿态跟踪控制器;最后,对于系统中同时存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入饱和等系统不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于积分终端滑模、快速终端滑模型趋近律和连续自适应控制方法设计了姿态跟踪控制器。上述叁种控制器均为连续的,因此能够显着削弱执行器的抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。另外,针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入及其变化率饱和等系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,分别设计了渐近稳定及有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,基于线性滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统、动态面控制方法和观测器设计了两种渐近稳定的姿态跟踪控制器;然后,为设计有限时间稳定的控制器以提高系统的控制性能并避免控制奇异问题,通过结合积分终端滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统和观测器设计了姿态跟踪控制器。在上述叁种控制器的设计过程中,主要通过引入具有饱和输入信号的一阶滤波器来约束执行器的动力学特性,并与辅助系统方法相结合以满足对控制输入及其变化率的饱和限制。与此同时,分别利用动态面控制方法和观测器解决了反步控制方法中的“复杂性爆炸”问题,避免了姿态跟踪控制器中直接包含期望虚拟控制信号的导数项,起到了简化控制器设计形式的作用。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。最后,针对存在多种系统不确定性的航天器姿态协同控制系统,基于积分终端滑模面设计了有限时间稳定的姿态协同控制器。首先,考虑了系统通信拓扑为无向连通图并且同时存在外部干扰力矩和模型不确定性且无法获得其先验信息的情况,设计了适用于解决姿态协同控制问题的积分终端滑模面,并通过与连续自适应控制方法结合设计了姿态协同控制器;然后,考虑了系统通信拓扑为有向连通图并且同时存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入及其变化率饱和等系统不确定性的情况,基于积分终端滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统和观测器设计了姿态协同控制器。其中,利用以饱和函数为输入的一阶滤波器约束执行器的动力学特性,并结合辅助系统方法实现对控制输入及其变化率的饱和约束。并且,通过构造观测器解决了反步控制方法中的“复杂性爆炸”问题。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
Zi-quan,YU,Zhi-xiang,LIU,You-min,ZHANG,Yao-hong,QU,Chun-yi,SU[3]（2019）在《有向通信拓扑下具有姿态同步跟踪预设性能的多无人机分散式容错协同控制（英文）》一文中研究指出针对多无人机在有向通信拓扑中遭遇执行器故障问题,提出一种分散式容错协同控制方案。首先,利用神经网络对无人机模型中的固有非线性项和执行器效率下降故障所引起的未知非线性项进行估计。其次,引入干扰观测器对神经网络估计偏差和执行器偏差故障进行估计。再次,设计可反映神经网络和干扰观测器复合估计能力的预测偏差,并将该预测偏差集成至所设计的容错协同控制方案中,以提升复合估计能力。最后,利用预设性能函数对姿态同步跟踪偏差进行变换,实现同步跟踪偏差预设性能控制。该控制方案的一个关键特征是多无人机本身的非线性项和与执行器故障有关的非线性项可被神经网络、干扰观测器、预测偏差组成的复合估计器较好地估计。另一个关键特征是姿态同步跟踪偏差被严格约束在预设性能界限内。仿真结果表明所设计控制方案有效。(本文来源于《Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering》期刊2019年05期）
方元坤,袁斌文,孟子阳,尤政,张高飞[4]（2019）在《分布式遥感编队多星协同观测中的姿态控制》一文中研究指出针对分布式遥感编队中的协同观测问题,本文开展了多星协同姿态控制研究。首先建立了参考航天器由对日定向到对目标凝视观测的期望姿态,设计了基于姿态、角速度偏差的比例-微分(PD)控制器,证明了闭环系统的李雅普诺夫稳定性。在此基础上,进一步建立了伴飞航天器的期望姿态,为使观测目标在参考航天器、伴飞航天器像平面上的成像位置匹配,以伴飞航天器、参考航天器的姿态之差为基础设计了伴飞航天器的PD控制器,证明了系统的稳定性。最后,对理论结果进行了仿真验证,结果显示伴飞航天器、参考航天器的相对姿态控制误差小于0.01°,精度满足分布式遥感多星协同观测的任务需求。(本文来源于《光学精密工程》期刊2019年01期）
周健,龚春林,粟华,谷良贤[5]（2018）在《复杂约束下的编队姿态有限时间协同控制方法》一文中研究指出综合考虑无角速度量测、外部扰动和系统参数不确定性等约束条件的影响,研究航天器编队姿态有限时间协同控制问题。首先建立航天器相对姿态协同控制模型,利用扩张观测器实现对系统姿态角速度及耦合扰动的估计;在此基础上提出了一种有限时间滑模姿态协同控制律;通过构造合适的Lyapunov函数证明了系统相对姿态误差能够在有限时间内收敛到有界域内;将该结果推广到存在饱和输入情形下,并设计了相应的有限时间滑模姿态协同控制律。仿真结果校验了算法的有效性。(本文来源于《宇航学报》期刊2018年12期）
王智鹏,郭凤至,孙兆伟,张世杰[6]（2018）在《事件驱动的卫星编队姿态分布式协同控制》一文中研究指出星间信息交互是卫星编队姿态协同控制的基础.为降低姿态协同控制对星间交互的信息量,满足资源和通信带宽受限等约束,在卫星编队Euler-Lagrange姿态动力学模型的框架内,提出了一种基于事件驱动的相对姿态分布式自适应控制算法.通过设计含有星间状态偏差、关联矩阵等的事件驱动函数,当该函数值满足条件时触发事件、更新数据,在非触发时间内利用触发时刻的信息设计控制算法,从而将卫星编队姿态一致性协同控制转化为事件驱动控制问题,有效降低了控制输入更新频次及星间信息交互量.基于Lyapunov理论证明了在事件驱动自适应控制器作用下,领航者—跟随者卫星编队系统是全局渐近稳定的.并证明了事件触发时间序列不会产生Zeno现象,即事件触发间隔时间存在下界.进行数值仿真验证事件驱动自适应控制算法的有效性,并将其与传统自适应控制算法相比较,仿真结果表明,所设计的控制算法在保证闭环系统控制性能的前提下,显着降低了控制输入更新频次和星间交互信息量,满足星上能量和星间通信能力等约束.(本文来源于《哈尔滨工业大学学报》期刊2018年10期）
许闯[7]（2018）在《星间通信受限下航天器姿态协同控制方法研究》一文中研究指出近年来,越来越多的学者针对多航天器姿态协同控制展开研究。由于航天器携带的星间通讯设备性能有限、星间距离过远等因素的影响,航天器间通讯往往存在星间通讯带宽不足问题。此外,由于系统模型不确定、外界干扰等不利因素的影响,使得航天器姿态协同控制难以取得令人满意的控制精度。因此,本文研究了存在航天器间通讯受限、系统参数不确定性及外部扰动情况下的航天器姿态协同控制方法。论文的主要内容如下:首先,基于事件触发方法,设计了星间通讯拓扑为无向的航天器姿态协同控制策略。在该策略中,只有当前系统的事件触发误差大于预设定阈值时,航天器才向相邻航天器发送自身的状态信息,期间相邻航天器姿态协同控制器用零阶保持器即可,以避免非必要通讯,减少星间通讯负担。在此基础上,又进一步考虑了系统模型参数不确定和外界干扰的影响。利用姿态误差四元数和姿态误差角速度构造滑模变量,并以滑模变量设计一种自适应姿态协同控制律对系统模型参数不确定和外界干扰进行弥补,同时还保证航天器系统状态协同地追踪期望姿态轨迹。通过Lyapunov稳定性理论证明这两种控制系统的稳定性,并在数学仿真验证了这两种姿态协同控制策略的性能。仿真结果表明相较于传统的时间采样通讯方式,事件触发方法可以大幅减少通讯频率,减轻通讯负担。然后,基于量化方法,设计了星间通讯拓扑为无向的航天器姿态协同控制策略。在该策略中,只有当前系统的量化值与上一时刻的量化值发生改变时,航天器才向相邻航天器发送自身的量化信息,期间用零阶保持器即可。在此基础上,进一步考虑了系统模型参数不确定和外界干扰的影响,设计一种自适应姿态协同控制律,保证航天器系统状态协同地追踪期望姿态轨迹。通过Lyapunov稳定性理论证明这两种控制系统的稳定性,并在数学仿真验证了这两种姿态协同控制策略的性能,而且仿真结果表明相较于传统的时间采样通讯方式,量化方法可以大幅减少通讯频率,减轻通讯负担。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
董朝阳,马鸣宇,王青,周敏[8]（2018）在《含有通信时滞的多航天器SO(3)姿态协同控制》一文中研究指出针对多航天器系统姿态协同问题,提出了存在通信时滞情形下基于特殊正交群SO(3)的协同控制设计方法。采用SO(3)对姿态进行统一描述,并结合有向通信拓扑对协同控制系统进行建模。在此基础上设计了旋转矩阵形式的协同指令,定义SO(3)上的协同误差以构造协同控制器。引入补偿滤波器对系统的时滞状态进行补偿,从理论上对设计的SO(3)协同控制器进行了稳定性分析和证明,保证了对指令信号的有效跟踪,从而实现航天器之间的姿态协同。通过仿真对所提方法进行了验证,仿真结果表明,所提出的基于SO(3)的姿态协同控制方法是可行、有效的。(本文来源于《系统工程与电子技术》期刊2018年09期）
马鸣宇,董朝阳,王青,周敏[9]（2018）在《基于时变增益ESO的多航天器SO(3)姿态协同控制》一文中研究指出针对多航天器姿态协同控制问题,基于特殊正交群(SO(3))研究了存在干扰情形下的控制设计方法。结合有向通信拓扑建立了多航天器SO(3)模型,在此模型的基础上提出了一种时变增益扩张状态观测器(ESO)对系统的总干扰进行估计,削弱了常值增益ESO的峰化现象。利用相邻航天器的信息给出了旋转矩阵形式的协同指令,进一步基于SO(3)方法设计了协同控制器。同时采用ESO的输出在所设计的控制器中对系统的干扰进行补偿,从理论上给出了ESO的收敛性以及闭环系统的稳定性证明,保证多航天器系统能够实现稳定协同。仿真结果验证了本文方法的有效性和快速性。(本文来源于《北京航空航天大学学报》期刊2018年09期）
林杨[10]（2018）在《编队航天器系统有限时间姿态协同控制》一文中研究指出随着近年来网络通信和计算机的发展,航天器编队飞行的姿态协调控制问题已经吸引了数学和控制领域的专家学者们的极大关注.对执行器正常工作的编队航天器系统姿态协调控制的研究上给出了许多有益的结果.考虑执行器故障情况,本文在干扰存在时,对编队航天器系统的有限时间姿态协同控制作出了分析研究,主要完成了以下的工作内容:首先,介绍了所研究的航天器系统的数学模型,主要有姿态动力学模型以及运动学模型,代数图论的基本概念,以及本文所用到的相关的定义与引理.其次,在执行器正常工作时,对编队航天器系统的姿态同步与协同跟踪问题进行了研究.在存在外界干扰的情况下,给出自适应神经网络控制器来保证系统有限时间内达到稳定.之后,在执行器故障时,对编队航天器系统姿态容错控制进行了研究.首先考虑偏移故障,设计自适应神经网络控制律,然后考虑执行器部分失效和偏移故障,设计控制律,基于李雅普诺夫稳定性理论和有限时间理论,使系统能在有限时间内达到稳定.最后,对给出的控制律进行数值仿真验证,来确保所提出的控制律的有效性.(本文来源于《黑龙江大学》期刊2018-04-15）
姿态协同控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
航天器姿态跟踪及姿态协同控制技术是实现多种航天任务的基础,并在不同的领域中有着重要应用,例如深空探测和对地观测等。然而,由于航天器系统中不可避免地存在着多种干扰性因素,为了保证航天任务的顺利进行,并获得满意的控制效果,必须确保所设计的姿态控制算法具有一定的鲁棒性。因此,本文针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入受限等系统不确定性的航天器姿态控制系统,基于滑模控制方法、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统、动态面控制方法和观测器等非线性控制方法对航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制问题进行了深入研究,其主要内容如下。首先,针对以四元数为姿态参数的航天器姿态跟踪控制系统,利用误差四元数和误差角速度设计了若干滑模面,作为后续各章节设计控制器的基础,具体包括:线性滑模面、快速终端滑模面、快速非奇异终端滑模面和积分终端滑模面等。其中,通过分别将快速终端滑模面和快速非奇异终端滑模面与一阶滤波器结合,构造了两种新型的积分终端滑模面,以设计有限时间稳定的终端滑模控制器同时避免产生控制奇异问题。并且,详细分析了上述几种滑模面上系统状态变量的时域特性。其次,针对存在多种系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,基于快速非奇异终端滑模面设计了叁种有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,对于系统中仅存在外部干扰力矩且其一阶导数上界已知的情况,基于快速非奇异终端滑模面、快速终端滑模面和符号函数设计了姿态跟踪控制器。由于所设计滑模面的分层式结构,使得相应的符号函数须经过积分环节的作用才施加于被控航天器,确保了姿态跟踪控制器的连续性并显着削弱了执行器的抖振;其次,对于系统中存在未知且有界的外部干扰力矩的情况,基于快速非奇异终端滑模面和快速终端滑模型趋近律设计了姿态跟踪控制器;最后,对于系统中同时存在外部干扰力矩和模型不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于快速非奇异终端滑模面、快速终端滑模型趋近律和连续自适应控制方法设计了姿态跟踪控制器。由于上述叁种控制器均为连续的,所以可以显着削弱执行器的抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。再次,针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入饱和等系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,基于积分终端滑模面设计了有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,针对系统中同时存在上述系统不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于积分终端滑模面、快速非奇异终端滑模面和非连续自适应控制方法,设计了姿态跟踪控制器。由于所设计滑模面的分层式结构,使得相应的非连续函数须经过一阶滤波器的作用才施加于被控航天器,确保了姿态跟踪控制器的连续性并显着削弱了执行器的抖振;其次,对于系统中仅存在未知且有界的外部干扰力矩的情况,基于积分终端滑模面和快速终端滑模型趋近律设计了姿态跟踪控制器;最后,对于系统中同时存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入饱和等系统不确定性并且无法获取其先验信息的情况,基于积分终端滑模、快速终端滑模型趋近律和连续自适应控制方法设计了姿态跟踪控制器。上述叁种控制器均为连续的,因此能够显着削弱执行器的抖振。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。另外,针对存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入及其变化率饱和等系统不确定性的航天器姿态跟踪控制系统,分别设计了渐近稳定及有限时间稳定的姿态跟踪控制器。首先,基于线性滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统、动态面控制方法和观测器设计了两种渐近稳定的姿态跟踪控制器;然后,为设计有限时间稳定的控制器以提高系统的控制性能并避免控制奇异问题,通过结合积分终端滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统和观测器设计了姿态跟踪控制器。在上述叁种控制器的设计过程中,主要通过引入具有饱和输入信号的一阶滤波器来约束执行器的动力学特性,并与辅助系统方法相结合以满足对控制输入及其变化率的饱和限制。与此同时,分别利用动态面控制方法和观测器解决了反步控制方法中的“复杂性爆炸”问题,避免了姿态跟踪控制器中直接包含期望虚拟控制信号的导数项,起到了简化控制器设计形式的作用。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。最后,针对存在多种系统不确定性的航天器姿态协同控制系统,基于积分终端滑模面设计了有限时间稳定的姿态协同控制器。首先,考虑了系统通信拓扑为无向连通图并且同时存在外部干扰力矩和模型不确定性且无法获得其先验信息的情况,设计了适用于解决姿态协同控制问题的积分终端滑模面,并通过与连续自适应控制方法结合设计了姿态协同控制器;然后,考虑了系统通信拓扑为有向连通图并且同时存在外部干扰力矩、模型不确定性以及控制输入及其变化率饱和等系统不确定性的情况,基于积分终端滑模面、反步控制方法、自适应控制方法、辅助系统和观测器设计了姿态协同控制器。其中,利用以饱和函数为输入的一阶滤波器约束执行器的动力学特性,并结合辅助系统方法实现对控制输入及其变化率的饱和约束。并且,通过构造观测器解决了反步控制方法中的“复杂性爆炸”问题。基于Lyapunov稳定性理论证明了上述各控制器的稳定性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
姿态协同控制论文参考文献
[1].卜文俊,施亮,何琳,徐伟.双层气囊隔振装置多目标协同姿态控制方法[J].国防科技大学学报.2019
[2].陈海涛.航天器姿态跟踪及姿态协同有限时间控制方法研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].Zi-quan,YU,Zhi-xiang,LIU,You-min,ZHANG,Yao-hong,QU,Chun-yi,SU.有向通信拓扑下具有姿态同步跟踪预设性能的多无人机分散式容错协同控制（英文）[J].FrontiersofInformationTechnology&ElectronicEngineering.2019
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[5].周健,龚春林,粟华,谷良贤.复杂约束下的编队姿态有限时间协同控制方法[J].宇航学报.2018
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[7].许闯.星间通信受限下航天器姿态协同控制方法研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[8].董朝阳,马鸣宇,王青,周敏.含有通信时滞的多航天器SO(3)姿态协同控制[J].系统工程与电子技术.2018
[9].马鸣宇,董朝阳,王青,周敏.基于时变增益ESO的多航天器SO(3)姿态协同控制[J].北京航空航天大学学报.2018
[10].林杨.编队航天器系统有限时间姿态协同控制[D].黑龙江大学.2018