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考虑执行器性能约束的刚体航天器鲁棒姿态跟踪控制 被引量:1
1
作者 陈海涛 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期735-742,共8页
针对存在模型不确定性、外界干扰力矩和执行器性能受限等约束条件下的刚体航天器姿态跟踪控制问题进行研究,并基于滑模控制、反步控制、自适应控制、辅助系统和动态面控制等方法设计相应的鲁棒姿态跟踪控制算法.利用自适应控制实现了对... 针对存在模型不确定性、外界干扰力矩和执行器性能受限等约束条件下的刚体航天器姿态跟踪控制问题进行研究,并基于滑模控制、反步控制、自适应控制、辅助系统和动态面控制等方法设计相应的鲁棒姿态跟踪控制算法.利用自适应控制实现了对具有多项式形式上界函数的系统未知不确定性进行在线估计和补偿;通过建立描述执行器动态特性的低通滤波模型,并结合辅助系统方法,以确保执行器输出控制力矩的幅值及其变化率均满足一定的饱和约束;通过引入动态面控制法,避免期望虚拟控制信号的一阶导数项直接出现在控制器中,简化了闭环姿态跟踪控制器的设计形式.最后,通过数值仿真验证了所提出控制算法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 滑模控制 反步控制 自适应控制 辅助系统 动态面控制 幅值及变化率饱和
面向小型舰船的固定翼无人机海上回收方法综述 预览
2
作者 谭立国 杨小艳 +1 位作者 霍建文 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1-10,共10页
随着现代海战向立体化、多层次的发展,舰/船载无人机着舰技术得到广泛的研究与应用.为研究舰/船载无人机着舰技术的发展现状及其亟需解决的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结.无人机着舰技术是指无人机借助舰/船及机载... 随着现代海战向立体化、多层次的发展,舰/船载无人机着舰技术得到广泛的研究与应用.为研究舰/船载无人机着舰技术的发展现状及其亟需解决的关键技术难题,对目前该领域的文献进行了分析与总结.无人机着舰技术是指无人机借助舰/船及机载导引系统,以飞行控制系统为依托,按照着舰/船流程,通过舰/船及无人机拦阻装备实现满足精度要求的着舰技术.首先,概述了固定翼无人机在小型舰/船上回收技术发展历程,比较分析各种回收技术的优缺点.其次,重点阐述“飞行中制动回收”和“定点高精度回收”方式的关键技术;最后,总结了固定翼无人机小型舰船着陆技术的发展过程中亟需解决的关键技术难题,包括无人机导航系统、控制系统等技术.研究表明,舰/船载无人机着舰技术研究尚未形成成熟的解决方案,仍有许多技术难题亟需解决.本研究为中国固定翼无人机海上回收系统的方案设计提供参考. 展开更多
关键词 固定翼无人机 小型舰船 着舰 回收技术 分析与总结
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考虑输入受限的航天器安全接近姿轨耦合控制 预览
3
作者 武冠群 孙经广 《控制理论与应用》 CSCD 北大核心 2018年第10期1511-1520,共10页
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... 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. 展开更多
关键词 航天器安全接近 姿轨耦合控制 输入受限 避免碰撞 安全约束函数 滑模控制
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慢旋非合作目标快速绕飞避碰控制
4
作者 李学辉 《控制与决策》 CSCD 北大核心 2018年第9期1612-1618,共7页
针对慢旋非合作目标,利用滑模控制和人工势函数理论设计两种快速绕飞避碰控制器以实现安全快速绕飞.通过考虑非合作卫星的几何形状,建立椭球避碰区域模型,解决了球形避碰区域无法实现的快速绕飞避碰问题.基于完全的非线性相对运动方程,... 针对慢旋非合作目标,利用滑模控制和人工势函数理论设计两种快速绕飞避碰控制器以实现安全快速绕飞.通过考虑非合作卫星的几何形状,建立椭球避碰区域模型,解决了球形避碰区域无法实现的快速绕飞避碰问题.基于完全的非线性相对运动方程,分别针对系统外界扰动上界已知和未知的情形设计避免碰撞的快速绕飞控制器,所设计的控制器均可以严格地保证快速绕飞的安全性.利用Lyapunov理论证明了系统的渐近稳定性,并通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性. 展开更多
关键词 快速绕飞 避免碰撞 人工势函数 滑模控制 渐近稳定
基于干扰观测器的小型无人直升机姿态控制 预览
5
作者 于志刚 《黑龙江大学工程学报》 2018年第4期60-64,共5页
针对小型无人直升机姿态控制问题,提出了基于反步法和非线性干扰观测器的姿态控制律设计方法。该方法利用干扰观测器估计姿态系统的总干扰,并结合反步法有效地抑制了干扰力矩对飞行姿态带来的影响,使得无人直升机在干扰条件下能够保持... 针对小型无人直升机姿态控制问题,提出了基于反步法和非线性干扰观测器的姿态控制律设计方法。该方法利用干扰观测器估计姿态系统的总干扰,并结合反步法有效地抑制了干扰力矩对飞行姿态带来的影响,使得无人直升机在干扰条件下能够保持飞行姿态的稳定。仿真分析验证了提出的控制方法具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 无人直升机 干扰观测器 反步法 姿态控制
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偏最小二乘线性模型及其非线性动态扩展模型综述
6
作者 曹泽豪 +2 位作者 安秋生 徐中英 罗家宇 《控制与决策》 CSCD 北大核心 2018年第9期1537-1548,共12页
偏最小二乘(Partial least square,PLS)是一种基于数据驱动可以处理多个因变量对多个自变量的回归建模方法,因其具有提取质量相关信息的特性,在质量相关复杂工业过程监控中得到广泛的应用,成为近几十年复杂工业过程故障检测和诊断领... 偏最小二乘(Partial least square,PLS)是一种基于数据驱动可以处理多个因变量对多个自变量的回归建模方法,因其具有提取质量相关信息的特性,在质量相关复杂工业过程监控中得到广泛的应用,成为近几十年复杂工业过程故障检测和诊断领域的研究热点.对此,介绍线性、非线性、动态PLS模型及其故障检测技术.首先,介绍标准PLS模型,在此基础上对传统PLS模型进行细化分并指出其优缺点,针对标准PLS存在的两个问题以及工业过程数据的两种极端情况,从数据预处理类、多空间类和分块类三方面梳理线性PLS模型的发展和改进历程;其次,将非线性PLS模型扩展方法分为两类,重点介绍核函数非线性PLS模型的研究现状;再次,指出动态扩展方法的两种基本思路,对PLS动态模型进行分类,阐明动态特性的成因,从本质上揭示两种动态扩展方法的原理,按照分类综述动态PLS模型的发展现状;最后,指出该领域亟需解决的问题和未来研究方向. 展开更多
关键词 偏最小二乘 数据驱动 质量相关 线性 非线性 动态 过程监控
考虑自动驾驶仪延迟的三维光滑自适应滑模制导律 预览 被引量:1
7
作者 俊红 张金鹏 《航空兵器》 2017年第2期8-13,共6页
针对拦截机动目标情况下的三维末制导律设计问题,考虑导弹自动驾驶仪的一阶动态特性,应用非奇异快速终端滑模和自适应控制方法,设计了一种有限时间收敛的新型光滑制导律。在制导律设计过程中,将目标加速度视为未知的有界外界干扰,引入... 针对拦截机动目标情况下的三维末制导律设计问题,考虑导弹自动驾驶仪的一阶动态特性,应用非奇异快速终端滑模和自适应控制方法,设计了一种有限时间收敛的新型光滑制导律。在制导律设计过程中,将目标加速度视为未知的有界外界干扰,引入修正的自适应律来估计干扰的上界并消除了参数漂移问题。所设计的制导律不仅连续而且可微,即是光滑的,提高了制导性能。仿真结果表明,所提出的制导律具有很好的制导性能。 展开更多
关键词 三维制导律 自动驾驶仪延迟 有限时间收敛 自适应控制 滑模控制
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高超声速飞行器有限时间饱和跟踪控制 预览 被引量:3
8
作者 孙经广 +1 位作者 陈海涛 李学辉 《控制理论与应用》 CSCD 北大核心 2017年第10期1349-1360,共12页
针对高超声速飞行器纵向模型存在外界干扰和模型参数不确定性情形下的有限时间跟踪问题进行了研究分析.针对外界干扰上界已知,基于快速积分滑模理论,设计了有限时间快速积分滑模控制器.当外界干扰上界未知时,结合具有低通滤波器性能的... 针对高超声速飞行器纵向模型存在外界干扰和模型参数不确定性情形下的有限时间跟踪问题进行了研究分析.针对外界干扰上界已知,基于快速积分滑模理论,设计了有限时间快速积分滑模控制器.当外界干扰上界未知时,结合具有低通滤波器性能的自适应算法,通过引入辅助系统设计了实际有限时间自适应快速积分滑模控制器,能够处理输入饱和问题.对所设计的两个控制器利用李雅普诺夫理论给出了严格理论证明,得到整个闭环系统分别为有限时间稳定的、实际有限时间稳定的,并能够保证系统其它状态变量在较短的时间内趋于稳态值.对不同类型参考信号进行了数字仿真,进一步验证了所设计两个控制器的有效性和鲁棒性. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 有限时间跟踪控制 积分滑模控制 自适应控制 输入饱和
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具有乘性噪声和随机量测时滞的目标跟踪算法 预览 被引量:2
9
作者 吴骁航 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期128-135,共8页
针对在机动目标跟踪过程中产生的乘性量测噪声与随机量测时滞问题,提出了一种改进的高斯滤波(GF)算法,并给出了该算法的一种具体实现形式——随机时滞和乘性噪声容积卡尔曼滤波器(CKF-RDMN)。首先,利用一组满足伯努利分布的随机序... 针对在机动目标跟踪过程中产生的乘性量测噪声与随机量测时滞问题,提出了一种改进的高斯滤波(GF)算法,并给出了该算法的一种具体实现形式——随机时滞和乘性噪声容积卡尔曼滤波器(CKF-RDMN)。首先,利用一组满足伯努利分布的随机序列描述随机出现的量测时滞现象。其次,利用乘性噪声满足高斯条件分布的特性,改进量测更新过程。最后依据三阶球径容积法则,对高斯积分进行求解。由于该算法是对经典GF算法的改进,因此,也可作为通用的滤波框架解决上述问题。通过与推广无迹卡尔曼滤波和推广扩展卡尔曼滤波对比,仿真结果表明,CKF-RDMN在解决乘性量测噪声与随机量测时滞问题时,具有更高的估计精度。 展开更多
关键词 高斯滤波 容积卡尔曼滤波 乘性噪声 随机时滞
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高超声速飞行器模型建立与交互多模型轨迹跟踪算法 预览 被引量:3
10
作者 司玉洁 《黑龙江大学工程学报》 2017年第2期58-68,75共12页
随着高超声速飞行器的快速发展,世界各军事大国在该领域取得了很大的成功,这同时也给其他国家带来了很大的威胁,因此开展反高超声速飞行武器的相关研究十分必要。通过对高超声速飞行器的动态特性深入分析,建立了三维的高超声速飞行器的... 随着高超声速飞行器的快速发展,世界各军事大国在该领域取得了很大的成功,这同时也给其他国家带来了很大的威胁,因此开展反高超声速飞行武器的相关研究十分必要。通过对高超声速飞行器的动态特性深入分析,建立了三维的高超声速飞行器的运动学模型,并在此基础上采用交互多模型(IMM)算法结合卡尔曼滤波算法对高超声速目标进行轨迹跟踪。最后通过Matlab仿真实验平台对算法进行验证。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 交互多模型 卡尔曼滤波 轨迹跟踪算法
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航天器终端接近的有限时间输入饱和避碰控制 预览 被引量:4
11
作者 李学辉 +1 位作者 陈海涛 郭永 《中国惯性技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期530-535,共6页
针对航天器终端接近问题,解决了追踪航天器在跟踪到达期望目标点的过程中不与目标航天器发生碰撞的难题。首先,在目标航天器轨道系下建立了航天器的相对运动和避碰模型。其次,考虑外界扰动上界已知和未知两种情形,均给出了有限时间避碰... 针对航天器终端接近问题,解决了追踪航天器在跟踪到达期望目标点的过程中不与目标航天器发生碰撞的难题。首先,在目标航天器轨道系下建立了航天器的相对运动和避碰模型。其次,考虑外界扰动上界已知和未知两种情形,均给出了有限时间避碰控制器,且所设计的控制器都具有输入饱和特性。最后,应用Lyapunov稳定性理论证明了在所提出的控制器作用下系统是有限时间收敛的,并且,利用避碰势函数证明了所设计的控制器能够实现避碰。仿真结果表明,所提出的控制器是有效的。 展开更多
关键词 终端接近 避碰控制 有限时间控制 输入饱和
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航天器有限时间饱和姿态跟踪控制 预览 被引量:5
12
作者 陈海涛 李学辉 《中国惯性技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期536-543,共8页
针对刚体航天器系统,对存在模型不确定性、外界干扰力矩和控制器饱和等条件下的姿态跟踪控制问题进行了研究。首先,考虑未知模型不确定性和外界干扰,且总干扰上界为未知常数,结合快速非奇异终端滑模、快速终端滑模趋近律以及辅助系统构... 针对刚体航天器系统,对存在模型不确定性、外界干扰力矩和控制器饱和等条件下的姿态跟踪控制问题进行了研究。首先,考虑未知模型不确定性和外界干扰,且总干扰上界为未知常数,结合快速非奇异终端滑模、快速终端滑模趋近律以及辅助系统构造了基本的鲁棒有限时间饱和控制器,并通过辅助系统直接补偿了控制器饱和;其次,针对系统总干扰具有多项式上界的情形,进一步结合自适应控制算法,对其上界函数中的未知参数进行在线估计,并设计了自适应有限时间饱和控制器。同时,基于Lyapunov稳定性理论证明了所提出控制算法的有限时间收敛特性。最后,通过数值仿真验证所提出控制算法的控制效果,在两种控制器作用下姿态的跟踪精度分别为5×10-5和1×10-5,证明了所提出控制算法的有效性。 展开更多
关键词 有限时间控制 执行器饱和 辅助系统 快速非奇异终端滑模 自适应控制
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拦截高超声速飞行器的三维有限时间制导律设计 预览 被引量:1
13
作者 司玉洁 《中国惯性技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期405-414,共10页
由于高超声速飞行器具有飞行速度快、机动能力强等特点,因此,传统的制导方式难以保证拦截弹拦截高超声速飞行器时的制导精度。为了减小弹目相对速度,降低对拦截弹的过载能力要求,按照前向制导方式,设计了有限时间收敛的三维前向滑模制... 由于高超声速飞行器具有飞行速度快、机动能力强等特点,因此,传统的制导方式难以保证拦截弹拦截高超声速飞行器时的制导精度。为了减小弹目相对速度,降低对拦截弹的过载能力要求,按照前向制导方式,设计了有限时间收敛的三维前向滑模制导律。该制导律采用了连续的快速双幂次趋近律,不仅保证收敛速度快,同时削弱了传统制导律中存在的抖振现象。在此基础上为了处理系统扰动的上界未知的问题,又设计了自适应滑模制导律,该制导律既可以处理未知上界的外部扰动又可以保证第一种制导律所具有的良好特性。运用李雅普诺夫稳定性理论对所设计的滑模制导律进行了理论证明,最后,通过数值仿真验证了所设计制导律的有效性及优越性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 前向制导 滑模制导律输入受限 三维导引律 自适应方法
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一种拦截机动目标的多导弹协同制导律 预览 被引量:9
14
作者 俊红 徐胜利 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1432-1440,共9页
针对多导弹协同拦截一个机动目标问题,基于有限时间一致性理论提出了一种带有攻击角约束的多导弹协同制导律。首先建立了带有攻击角约束的多导弹协同制导模型。其次,把协同制导律的设计过程分离为两个部分:一是基于有限时间一致性,... 针对多导弹协同拦截一个机动目标问题,基于有限时间一致性理论提出了一种带有攻击角约束的多导弹协同制导律。首先建立了带有攻击角约束的多导弹协同制导模型。其次,把协同制导律的设计过程分离为两个部分:一是基于有限时间一致性,同时结合积分滑模和自适应控制设计沿着视线方向上的加速度指令,保证所有的导弹能够在有限时间内同时拦截机动目标;二是利用非齐次干扰观测器并运用滑模控制设计视线法向上的加速度指令来保证每枚导弹与目标间的视线角速率收敛到零和视线角收敛到期望的视线角。最后,对三枚导弹同时打击同一机动目标的情况进行仿真,仿真结果表明该设计的带有攻击角约束的协同制导律的有效性和正确性。 展开更多
关键词 协同制导律 攻击角约束 有限时间一致性 滑模控制 自适应控制 非齐次干扰观测器 通信 拓扑
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带有攻击角约束的多导弹协同制导律 预览 被引量:6
15
作者 俊红 徐胜利 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期554-560,共7页
针对带有攻击角约束的多导弹同时攻击机动目标问题,提出了一种带有攻击角约束的协同制导律。首先基于平面内的导弹-目标相对运动方程,建立了带有攻击角约束的协同制导模型;其次,把协同制导律的设计过程分离为两个部分:一是基于图论的... 针对带有攻击角约束的多导弹同时攻击机动目标问题,提出了一种带有攻击角约束的协同制导律。首先基于平面内的导弹-目标相对运动方程,建立了带有攻击角约束的协同制导模型;其次,把协同制导律的设计过程分离为两个部分:一是基于图论的有关内容,运用有限时间一致性理论设计沿着视线方向上的加速度指令来保证所有导弹与目标的相对距离在有限时间内到达一致,进而保证所有的导弹同时击中机动目标;二是利用非齐次干扰观测器对机动目标的加速度进行估计,并运用滑模控制设计视线法向上的加速度指令来保证每枚导弹与目标间的视线角速率收敛到零和视线角收敛到期望的终端视线角,即每枚导弹以期望的终端视线角成功击中目标;最后,对三枚导弹同时打击同一机动目标的情况进行仿真,仿真结果表明本文设计的带有攻击角约束的协同制导律的有效性和正确性。 展开更多
关键词 协同制导律 攻击角约束 非齐次干扰观测器 滑模控制 通信拓扑 有限时间一致性
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基于观测器的有限时间收敛的滑模导引律设计 预览 被引量:3
16
作者 周慧波 俊红 《中南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期91-99,共9页
针对平面内弹目相对运动的末制导问题,考虑影响制导性能的目标机动和弹体动态延迟特性2个主要因素,设计渐近收敛和有限时间收敛的2种滑模导引律。选取具有动态滑模变量的线性滑模面,设计渐近稳定的滑模导引律。进一步在动态滑模变量的... 针对平面内弹目相对运动的末制导问题,考虑影响制导性能的目标机动和弹体动态延迟特性2个主要因素,设计渐近收敛和有限时间收敛的2种滑模导引律。选取具有动态滑模变量的线性滑模面,设计渐近稳定的滑模导引律。进一步在动态滑模变量的基础上,选取具有有限时间收敛特性的线性滑模面,设计有限时间收敛的滑模导引律。在导引律实现过程中,利用非齐次干扰观测器对系统未知扰动进行跟踪估计。在目标进行2种机动情况下,选取不同的动态延迟参数。研究结果表明:数值仿真分别验证了所设计的2种滑模导引律的有效性和可实现性。 展开更多
关键词 有限时间收敛 自动驾驶仪 滑模面 观测器 导引律
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时变通信延迟下的无人机编队鲁棒自适应控制 预览 被引量:4
17
作者 郑重 熊朝华 +1 位作者 党宏涛 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期108-113,共6页
在时变通信延迟下研究了无人机群编队的鲁棒自适应控制问题。对于无人机编队系统中存在外部扰动和模型不确定性的情况,通过选取包含位置跟踪误差和速度跟踪误差的辅助变量,提出了一种适用于时变通信延迟的鲁棒自适应编队控制策略。提出... 在时变通信延迟下研究了无人机群编队的鲁棒自适应控制问题。对于无人机编队系统中存在外部扰动和模型不确定性的情况,通过选取包含位置跟踪误差和速度跟踪误差的辅助变量,提出了一种适用于时变通信延迟的鲁棒自适应编队控制策略。提出了自适应律对无人机质量、外界扰动的上界等未知参数进行估计,并且利用Lyapunov稳定性理论分析了闭环系统的渐近稳定性,给出了系统渐近稳定所需要满足的条件。数值仿真结果表明,所提出的控制方法既能抑制外界扰动和模型不确定性对控制器的影响,同时队形跟踪和队形保持的稳态误差分别小于0.1 m和0.05 m。 展开更多
关键词 无人机 编队稳定性 自适应律 通信延迟 鲁棒控制
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基于组合导航系统的非线性高斯滤波算法 被引量:4
18
作者 王硕 +1 位作者 于浛 史小平 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1645-1653,共9页
由于组合导航系统具有强非线性和模型不确定性的特点,工程中扩展卡尔曼滤波无法满足组合导航系统实际应用的要求.为此,针对贝叶斯框架下高斯类非线性滤波算法的估计性能给出具体分析.首先,在估计点处对非线性函数进行泰勒展开获得泰勒近... 由于组合导航系统具有强非线性和模型不确定性的特点,工程中扩展卡尔曼滤波无法满足组合导航系统实际应用的要求.为此,针对贝叶斯框架下高斯类非线性滤波算法的估计性能给出具体分析.首先,在估计点处对非线性函数进行泰勒展开获得泰勒近似,通过一阶矩和二阶矩分析滤波算法的近似精度;然后,通过数值稳定性对非线性滤波算法进行分析;最后,分别采用低维和高维模型对各滤波算法进行对比分析,为组合导航系统的实践提供借鉴. 展开更多
关键词 非线性滤波 组合导航 高斯滤波 数值稳定性
噪声特性未知的多传感器协方差交叉融合姿态估计 被引量:4
19
作者 王硕 +1 位作者 史小平 于浛 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期273-278,共6页
针对噪声特性未知的多传感器航天器姿态估计过程中互协方差未知的问题,提出一种鲁棒的协方差交叉(CI)融合算法.首先采用容积卡尔曼滤波(CKF)器获取局部的估计信息;然后以最小化非线性性能指标为原则求取局部的估计信息权重;最后使... 针对噪声特性未知的多传感器航天器姿态估计过程中互协方差未知的问题,提出一种鲁棒的协方差交叉(CI)融合算法.首先采用容积卡尔曼滤波(CKF)器获取局部的估计信息;然后以最小化非线性性能指标为原则求取局部的估计信息权重;最后使用CI算法融合各局部估计信息.此外,对于由四元数描述航天器姿态时存在的冗余问题,采用了以误差四元数和误差广义罗德里格参数相互切换的方法来替代.仿真结果验证了所提出算法的有效性. 展开更多
关键词 协方差交叉 多传感器信息融合 容积卡尔曼滤波 四元数
非合作交会对接的姿态和轨道耦合控制 预览 被引量:12
20
作者 郭永 李学辉 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期638-644,共7页
航天器与非合作目标进行交会对接时,要求控制器能保证二者不发生碰撞.然而,针对航天器非合作交会对接中的避碰问题,还没有成熟的控制策略.本文以服务航天器体坐标系为参考坐标系建立航天器相对姿态轨道耦合运动模型,利用滑模控制设计了... 航天器与非合作目标进行交会对接时,要求控制器能保证二者不发生碰撞.然而,针对航天器非合作交会对接中的避碰问题,还没有成熟的控制策略.本文以服务航天器体坐标系为参考坐标系建立航天器相对姿态轨道耦合运动模型,利用滑模控制设计了一种姿态轨道耦合控制器实现交会对接.通过利用人工势函数理论和基于蔓叶线的虚拟障碍物模型,控制器可以严格地保证服务航天器运行在安全区域内部,避免与目标航天器碰撞.通过李雅普诺夫理论可以证明系统在控制器的作用下是渐近稳定的.数值仿真进一步说明了所提出的控制器的有效性. 展开更多
关键词 滑模控制 非合作交会对接 避免碰撞 人工势函数
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