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欠驱动航天器实时最优控制算法设计
  • ISSN号:1001-506X
  • 期刊名称:《系统工程与电子技术》
  • 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(威海)信息与电气工程学院,山东威海264200
  • 相关基金:国家自然科学基金(61004072,61174200); 高等学校博士学科点专项科研基金(20102302110031); 中央高校基本科研业务费专项资金(HIT KLOF 2013135); 哈尔滨工业大学科研创新基金(HIT NSRIF 2014139)资助课题
中文摘要:

针对欠驱动刚性航天器,提出了时间最优的闭环状态反馈控制算法。首先,利用直接Legendre伪谱法规划出航天器开环的姿态机动轨迹,并验证了所得最优控制输入的可行性。然后,以航天器实际运行轨迹与开环轨迹间的偏差为变量构造偏差方程,并提出了基于间接Legendre伪谱法的最优姿态稳定控制算法。最后,采用实时重规划策略实现了稳定控制器状态的反馈,从而完成了对参考轨迹的闭环跟踪。仿真结果表明所提算法运算量小,计算速度快,可以实时获取解析形式的控制输入修正量,而且对初始姿态存在扰动的情况具有一定的鲁棒性,运算精度较高。

英文摘要:

A novel time-optimal feedback control algorithm for the closed-loop control of an underactuated rigid spacecraft is presented.Firstly,the constrained trajectory is generated by the direct Legendre pseudospectral method,and the feasibility of the control solution is validated.Secondly,regarding the errors between the actual trajectory and the reference trajectory as variables,an error equation is constructed,which can be solved by the indirect Legendre pseudospectral method.Finally,the closed-loop trajectory tracking control law is obtained by the on-line replanning strategy.Simulation results demonstrate that the proposed control scheme can obtain a closed-loop state feedback control law in real-time and can lead to a high precision even in the presence of initial state perturbations.

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期刊信息
  • 《系统工程与电子技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会
  • 主编:施荣
  • 地址:北京142信箱32分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:xtgcydzjs@126.com
  • 电话:010-68388406
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-506X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2422/TN
  • 邮发代号:82-269
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,全国优秀科技期刊,中国科技论文统计用刊,中国期刊方阵“双百”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 德国数学文摘,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,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:34341