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卫星姿态时延反步容错控制
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V448.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学控制科学与工程系,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金(60774062); 高等学校博士学科点专项科研基金(20070213061); 教育部留学回国人员科研启动基金; 黑龙江省留学回国人员科学基金(LC08C01); 中国空间技术研究院(CAST)创新基金(CAST200820)
中文摘要:

针对卫星在轨飞行过程中存在执行机构故障及带有常值干扰的控制问题,提出了一种将时延控制(TDC)与反步技术相结合的鲁棒容错控制方法。该方法在继承反步控制优点的同时,引入积分环节用于减小常值干扰引起的稳态误差;同时,利用TDC的逼近能力来补偿执行机构的故障,且对设计者而言,故障信息不需要进行在线的检测和分离,而仅需要一步状态迭代。基于Lyapunov方法从理论上证明了系统的稳定性。最后,将该方法应用于卫星的姿态调节控制,仿真结果表明该控制器能有效地抑制外部干扰、参数不确定性和执行机构故障的约束,在完成姿态调节控制的同时,具有良好的过渡过程品质。

英文摘要:

In this article,a time-delay control(TDC)based backstepping attitude control system is developed for a three-axis stabilized satellite with redundant reaction wheels which takes actuator faults into account.More specifically,this proposed controller combines the TDC and the recursive backstepping technique,in which an integral feedback of the attitude is explicitly incorporated to compensate for possible constant torques.With the TDC,unknown actuator faults are estimated by using one-step previous state information and canceled out by the estimated values,so that the fault detection and isolation mechanism is not involved.Lyapunov analysis is employed to show that the resulting closed-loop system is stable,and that the effect of external disturbances and possible uncertainties on the output can also be attenuated by choosing appropriately the design parameters.To study the effectiveness of the corresponding control scheme,traditional methods are also developed and compared for the control system.Both analytical and numerical results are presented to demonstrate the theoretical and practical merits of this approach.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676