导读:本文包含了姿轨耦合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:DFP航天器,对偶四元数,相对运动动力学建模,PD控制
姿轨耦合控制论文文献综述
唐永兴,朱战霞[1]（2019）在《基于螺旋理论的DFP隔振航天器相对运动动力学建模与姿轨耦合控制》一文中研究指出为更好满足未来高精度任务要求,以由无接触的有效载荷模块(payload module,PM)和支持模块(support module,SM)组成的DFP(disturbance-free payload)航天器为对象,开展两模块间的相对运动动力学建模与控制研究和系统隔振性能验证。首先通过简化构型、梳理受力情况,重点推导了两模块所受力和力矩表达式;其次考虑耦合效应,利用对偶四元数建立了模型精度更高且形式简洁统一的DFP航天器两模块间的相对运动动力学方程;在此基础上设计PD控制律,考虑控制量可测性及敏感器测量误差,使PM和SM的相对运动满足DFP航天器工作要求。仿真结果验证了DFP航天器的隔振优势和姿态机动性能。(本文来源于《西北工业大学学报》期刊2019年04期）
陶佳伟,张涛[2]（2019）在《具有预设性能的近距离星间相对姿轨耦合控制》一文中研究指出针对存在系统不确定性和外界干扰的接近绕飞阶段跟踪航天器相对目标航天器的姿态与轨道一体化控制任务,设计了一种具有预设性能的鲁棒反演控制器。该控制器能预先设计系统的稳态与暂态性能,保证相对姿轨跟踪误差满足预先设计的性能指标要求;为避免传统反演控制方法中存在的"微分膨胀"问题,引入滑模微分器对虚拟控制量的导数进行估计;同时利用自适应控制技术估计不确定模型参数及包含滑模微分器估计误差和外界干扰的集总干扰上界,并引入鲁棒补偿项处理这些不确定性带来的影响。理论分析证明所设计的控制方法能保证相对姿轨跟踪误差满足预设性能指标要求,仿真结果验证了所设计控制方法的有效性。(本文来源于《系统工程与电子技术》期刊2019年05期）
党庆庆,桂海潮,徐明,徐世杰[3]（2018）在《无速度反馈的航天器姿轨耦合跟踪控制》一文中研究指出提出了一种无速度反馈的航天器姿轨耦合跟踪控制算法。首先建立起基于对偶四元数的带扰动和参数不确定性的航天器姿轨耦合动力学模型。然后基于浸入与不变流形理论设计了速度观测器,通过增益注入对非线性项抑制,从而同时估计角速度和线速度。利用李雅普诺夫函数分析了观测器状态量的收敛性以及注入增益的有界性,证明了该观测器的指数稳定性。最后设计了一个比例-微分(PD)位置与姿态跟踪控制器,该控制器可以实现航天器的任意姿态与位置跟踪,分析了这种观测-控制结构的闭环系统渐近稳定性。仿真验证了该速度观测器和控制器的有效性以及对于参数不确定性和测量噪声具有较好的鲁棒性。(本文来源于《航空学报》期刊2018年S1期）
黄艺,贾英民[4]（2018）在《非合作目标绕飞任务的航天器鲁棒姿轨耦合控制》一文中研究指出本文研究了非合作目标强迫绕飞过程中存在外部干扰和参数不确定性以及控制输入饱和约束下的航天器鲁棒姿轨耦合控制问题.首先,根据视线坐标系下的轨道动力学方程和本体坐标系下的姿态动力学方程,建立了满足视线指向要求的航天器相对姿轨耦合动力学模型.其次,针对姿轨耦合模型,基于反步法设计了具有抗饱和能力的鲁棒自适应姿轨耦合控制律,其中利用抗饱和技术设计了饱和补偿器,并结合自适应方法对未知参数和扰动上界进行估计,并基于Lyapunov方法给出了闭环系统的稳定性证明.最后,将提出的控制方案进行了数值仿真和比较,验证了其有效性.(本文来源于《控制理论与应用》期刊2018年10期）
武冠群,宋申民,孙经广[5]（2018）在《考虑输入受限的航天器安全接近姿轨耦合控制》一文中研究指出针对存在外部扰动和输入受限的航天器安全接近的问题,当扰动上界未知时,基于积分滑模控制理论设计了抗饱和的有限时间自适应姿轨耦合控制器.控制器的设计过程中采用了新型的避碰函数限制追踪航天器运动区域进而保证接近过程中航天器的安全性,同时通过辅助系统和自适应算法分别处理了输入受限和扰动上界未知.借助李雅普诺夫理论证明了在控制器的作用下系统状态在有限时间内收敛,且能够保证追踪航天器在实现航天器接近的过程中不与目标航天器发生碰撞.最后通过数字仿真进一步验证了所设计控制器的有效性.(本文来源于《控制理论与应用》期刊2018年10期）
陶佳伟,张涛[6]（2018）在《考虑控制受限的近距离星间相对姿轨耦合控制》一文中研究指出针对航天器交会对接近距离段的相对姿轨耦合控制问题,考虑存在参数不确定性、外部干扰以及控制受限,该文提出了一种考虑控制受限的鲁棒自适应控制方法。利用自适应控制技术估计模型参数的不确定性及外界干扰上界,有效地提高了控制系统的鲁棒性。同时通过引入辅助饱和分析系统来补偿执行机构的饱和非线性,进而满足执行机构的幅值受限要求,确保执行机构饱和受限约束条件下跟踪误差的最终一致有界性,并采用Lyapunov方法严格证明了闭环系统的全局稳定性。最后通过数值仿真验证了控制方法的有效性。(本文来源于《清华大学学报(自然科学版)》期刊2018年03期）
王赟[7]（2018）在《基于神经网络的卫星机动过程姿轨耦合控制》一文中研究指出航天器所面临的外层空间具有不确定性,航天器的控制系统需要能应对不确定性环境的能力。将计算智能与机器学习结合,使用遗传算法优化求解最优时间控制方案,使用BP神经网络学习优化计算过程,可实现卫星机动过程在轨实时控制,提高应对不确定性的能力。(本文来源于《北京力学会第二十四届学术年会会议论文集》期刊2018-01-21）
韩飞,吴限德,段广仁,武海雷,王兆龙[8]（2018）在《逼近与跟踪翻滚目标的双滑模面姿轨耦合控制》一文中研究指出针对空间翻滚目标的逼近与跟踪控制,建立了适用于任意抓捕部位的相对姿态轨道耦合动力学模型,设计了具备测量不确定性和干扰补偿、抖振抑制等能力的鲁棒双滑模面控制律,分析并建立了测量误差在系统中向控制输入的传播模型。在充分考虑测量不确定性、控制干扰、输入受限等条件下,分别对单滑模面控制律和双滑模面控制律进行了仿真验证和对比分析,结果验证了双滑模面控制律在测量不确定性和未知干扰系统中具备更优的控制性能,收敛稳定更快,精度更高。(本文来源于《哈尔滨工程大学学报》期刊2018年01期）
杨一岱,荆武兴,张召[9]（2016）在《一种挠性航天器的对偶四元数姿轨耦合控制方法》一文中研究指出为解决复杂的挠性航天器的姿轨控制问题,对于挠性航天器的姿轨耦合动力学建模与控制展开研究。基于对偶四元数原理,推导给出一套挠性航天器的姿轨一体化动力学模型。此种模型能够紧凑描述航天器的轨道和姿态,且能够自动引入航天器平动、转动与挠性附件振动叁者之间的关联耦合作用。基于此模型设计了一种自适应位置姿态跟踪控制器,该控制器能够在航天器质量特性参数未知的情况下,对其位置和姿态进行轨迹跟踪控制,并使位置和姿态误差收敛。该自适应控制器还可对航天器上挠性附件对系统的耦合作用进行估计,进而在控制输出中对其进行补偿,提高卫星控制系统的稳定性。通过仿真对控制律进行校验,结果表明该控制律对挠性航天器控制效果良好,具有一定的工程应用参考价值。(本文来源于《宇航学报》期刊2016年08期）
刘海龙[10]（2016）在《航天器相对运动姿轨耦合二阶滑模控制研究》一文中研究指出空间交会对接是航天领域的重要研究方向之一,以其重要的战略意义和经济价值受到广泛重视。就空间技术的发展状况来看,传统空间应用中对合作目标的交会对接技术已日趋成熟,而对非合作目标的交会对接和停靠技术则处于飞速发展阶段,具有广阔的应用前景,如空间碎片捕获、在轨服务以及空间拦截等。不同于对合作目标的交会对接,对非合作目标的交会对接过程由于目标航天器无法主动提供精确的位姿信息,从而给相对位姿的控制技术带来了严峻的挑战。此外,在航天器的末端交会过程中,航天器的轨道控制和姿态控制间存在着严重的耦合作用,传统轨道控制和姿态控制“分而治之”的控制策略已无法满足新形势下对高精度控制的要求。所以,考虑一体化建模与控制方式的航天器姿轨耦合控制在理论和工程应用中均具有重要价值。本文以对非合作目标的末端交会过程为研究背景,对航天器姿轨耦合控制的二阶滑模控制算法进行了深入的研究。此外,在动态滑模控制器设计、任意阶滑模控制、二阶滑模的抗饱和控制以及逼近完全非合作目标的二阶滑模算法等问题中也取得了一定的研究成果。本文的主要研究内容包括:针对传统建模方法依赖于高精度相对导航滤波的问题,基于视线坐标系推导了适用于任意轨道形式且无需复杂滤波的航天器姿轨耦合动力学模型,并作为后文控制系统分析和设计的基础。针对滑模抖颤及系统不确定性影响高精度姿轨耦合控制的问题,研究了航天器姿轨耦合的二阶滑模控制问题。首先,将动态滑模与终端滑模相结合,改进了一类非线性系统的一阶及任意阶动态滑模控制律设计方法。其次,通过对追踪航天器参考轨迹的设计,将航天器间的相对位置控制和姿态同步旋转问题转化为对参考轨迹的跟踪问题。最后,将动态滑模与终端滑模相结合,并通过设计估计复合干扰导数上界的自适应律,提出了自适应二阶终端滑模控制律并给出了严格的稳定性分析。所设计的控制律可消除滑模抖颤问题且同时兼顾滑动模态的不变性,数值仿真验证了所设计控制律的有效性。针对逼近非合作目标过程中需要高精度和强机动控制的问题,研究了航天器姿轨耦合的有限时间控制问题。首先将任意阶滑模控制问题转化为含不确定性的n重积分链的控制问题,并针对n重积分链系统基于齐次理论提出了含线性补偿和切换机制的有限时间控制律,该控制律可使系统状态在远离和接近平衡点时均有较快的收敛速度。其次,设计了两类任意阶终端滑模面,即可令任意阶系统状态在有限时间内镇定的一类终端滑模面及其含线性补偿和切换机制的改进形式。在此基础上,针对任意阶滑模控制,设计了任意阶终端滑模控制律。最后,为实现航天器姿轨耦合高精度和强机动的控制目标,基于前述任意阶滑模控制方法,提出了航天器姿轨耦合二阶滑模有限时间控制律,该控制律消除了滑模抖颤且兼顾滑动模态的不变性。针对航天器姿轨耦合控制中存在执行机构饱和的问题,重点研究了航天器姿轨耦合控制的二阶滑模抗饱和控制问题。为建立关于滑模抗饱和控制的有关理论,首先提出了饱和型滑模面的概念并给出叁类饱和型滑模面的严格定义,进一步研究了考虑控制输入约束的任意阶滑模控制律的存在条件。其次,重点研究了考虑控制输入饱和约束的二阶滑模控制问题,提出了基于饱和型滑模面的二阶滑模抗饱和控制律的改进设计方法及其含幂次项的改进形式,并分别给出了严格的数学证明以及抗饱和控制律的参数选取规则,从而有效克服了滑模控制的输入饱和问题。最后,在上述研究基础上,针对考虑执行机构饱和的航天器姿轨耦合控制问题,设计了航天器姿轨耦合二阶滑模抗饱和控制律。仿真结果表明,所设计控制律具有良好的抗饱和性能。最后,研究了逼近完全非合作目标的二阶滑模控制问题以及二阶滑模算法的对比分析和性能评价。针对逼近完全非合作目标的航天器姿轨耦合控制问题,综合考虑抖颤消除、收敛速度以及控制输入饱和约束等因素,设计了一类航天器姿轨耦合二阶滑模控制律。此外,考虑到二阶滑模算法进一步理论研究及工程应用的需要,本文在大量仿真实验和理论分析的基础上,对本文提出的四种二阶滑模算法与经典Super Twisting二阶滑模算法进行对比分析和性能评价,进一步得出有关结论。首先,以逼近完全非合作目标为应用背景,将Super Twisting算法与本文提出的四种二阶滑模算法分别应用于该控制问题中,在此基础上分别给出了仿真分析。其次,以上述仿真分析为研究基础和数据来源,对前述五种二阶滑模算法的控制性能进行对比分析。在此基础上,给出了五种算法的综合评价,归纳了各自的主要优缺点。最后,以结论的形式概要归纳了本文所提四种二阶滑模算法及Super Twisting算法的控制性能以及各自特点。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
姿轨耦合控制论文开题报告
（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：
针对存在系统不确定性和外界干扰的接近绕飞阶段跟踪航天器相对目标航天器的姿态与轨道一体化控制任务,设计了一种具有预设性能的鲁棒反演控制器。该控制器能预先设计系统的稳态与暂态性能,保证相对姿轨跟踪误差满足预先设计的性能指标要求;为避免传统反演控制方法中存在的"微分膨胀"问题,引入滑模微分器对虚拟控制量的导数进行估计;同时利用自适应控制技术估计不确定模型参数及包含滑模微分器估计误差和外界干扰的集总干扰上界,并引入鲁棒补偿项处理这些不确定性带来的影响。理论分析证明所设计的控制方法能保证相对姿轨跟踪误差满足预设性能指标要求,仿真结果验证了所设计控制方法的有效性。
（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。
姿轨耦合控制论文参考文献
[1].唐永兴,朱战霞.基于螺旋理论的DFP隔振航天器相对运动动力学建模与姿轨耦合控制[J].西北工业大学学报.2019
[2].陶佳伟,张涛.具有预设性能的近距离星间相对姿轨耦合控制[J].系统工程与电子技术.2019
[3].党庆庆,桂海潮,徐明,徐世杰.无速度反馈的航天器姿轨耦合跟踪控制[J].航空学报.2018
[4].黄艺,贾英民.非合作目标绕飞任务的航天器鲁棒姿轨耦合控制[J].控制理论与应用.2018
[5].武冠群,宋申民,孙经广.考虑输入受限的航天器安全接近姿轨耦合控制[J].控制理论与应用.2018
[6].陶佳伟,张涛.考虑控制受限的近距离星间相对姿轨耦合控制[J].清华大学学报(自然科学版).2018
[7].王赟.基于神经网络的卫星机动过程姿轨耦合控制[C].北京力学会第二十四届学术年会会议论文集.2018
[8].韩飞,吴限德,段广仁,武海雷,王兆龙.逼近与跟踪翻滚目标的双滑模面姿轨耦合控制[J].哈尔滨工程大学学报.2018
[9].杨一岱,荆武兴,张召.一种挠性航天器的对偶四元数姿轨耦合控制方法[J].宇航学报.2016
[10].刘海龙.航天器相对运动姿轨耦合二阶滑模控制研究[D].哈尔滨工业大学.2016