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基于反步法的主从航天器相对姿态控制
  • ISSN号:1000-8152
  • 期刊名称:控制理论与应用
  • 时间:2012
  • 页码:797-802
  • 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]哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61004072,61174200); 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20102302110031); 哈尔滨市留学回国基金资助项目(2010RFLXG001); 中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(HIT.NSRIF.2009003); 教育部新世纪优秀人才计划(NCET-11-0801)
  • 相关项目:网络Euler-Lagrange系统的分布式协调控制问题研究
中文摘要:

对主从航天器的相对姿态控制问题,考虑从航天器系统不确定因素,提出了一种基于反步法的姿态控制方法,并引入自适应控制律.该方法首先根据主从航天器的相对位置信息,解算出从航天器观测轴指向主航天器以及从航天器跟踪主航天器轨道坐标系等两种任务的期望姿态;然后基于修正罗德里格参数(MRP)描述的从航天器姿态误差动力学模型设计了姿态控制器以及针对航天器惯量的不确定性设计了自适应控制律;并基于Lyapunov方法从理论上证明了该方法能够实现全局渐近稳定的相对姿态控制.最后将该方法应用于某编队飞行任务,仿真结果表明此控制器能够实现其编队飞行控制,具有良好的控制性能.

英文摘要:

An attitude-control scheme based on the backstepping technique is developed for controlling the relative attitude between the leader spacecraft and the follower spacecraft, and the adaptive control law is applied to deal with the uncertainties in the follower spacecraft attitude system. According to the current relative positions between the leader and the follower, this scheme determines the required attitude of the follower to align its observation axis to the leader, and the required attitude of the follower to track the orbital coordinates of the leader. With the above-obtained results, an adaptive backstepping attitude controller is synthesized for the follower with unknown inertia matrix, based on the follower attitude- error dynamic model represented by modified Rodrigues parameters (MRP). Lyapunov stabilit3 analysis shows that the developed controller ensures the relative-attitude control system for globally asymptotical stability. Simulation results of the application to a spacecraft formation flying show the effectiveness and feasibility of the designed controller.

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期刊信息
  • 《控制理论与应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:华南理工大学 中国科学院数学与系统科学研究院
  • 主编:胡跃明
  • 地址:广州五山路华南理工大学3号楼516室
  • 邮编:510640
  • 邮箱:aukzllyy@scut.edu.cn
  • 电话:020-87111464
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-8152
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1240/TP
  • 邮发代号:46-11
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),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:21084