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环月轨道遥操作交会对接预测共享控制
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:宇航学报
  • 时间:2014.3.30
  • 页码:315-323
  • 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]国防科技大学航天科学与工程学院,长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金(11272346);国家重点基础研究发展计划(2013CB733100)
  • 相关项目:轨道动力学与控制
中文摘要:

针对地面遥操作环月轨道航天器进行交会对接的情况,研究了大时延及复杂环境下的遥操作交会对接逼近段的轨道控制问题.结合月球轨道的力学特性,推导了环月轨道交会对接的相对动力学方程并建立了状态预测模型,利用测量信息对预测状态进行校正.基于人工势场理论,建立了人工势场函数,考虑时延和交会逼近过程中的安全性约束,设计了安全走廊和控制边界,并据此确定了人工势场的作用范围.通过状态预测,生成人工势场指令,将其与操作员的手控指令融合,形成了预测共享控制.最后,利用半实物仿真系统开展仿真试验,对文章所述方法进行了校验.仿真结果表明,采用人机联合的预测共享控制方法,能有效克服大时延及环境复杂多变的影响,抑制交会对接逼近过程中的轨迹发散,提高交会对接成功率和安全性.

英文摘要:

The problem of ground-based teleoperation rendezvous in lunar orbit with large time delay under the condition of complex environment is studied in this paper.A predictive model is established based on the relative dynamics equations,and the telemetry measurements are used to correct the predictive states.Considering the large time delay and safe approaching constrains,an artificial potential function is proposed based on the artificial potential field.The predictive states are utilized by the artificial potential model to produce repulsive forces,which are used to enhance the human control signal.At last,the validity of the proposed method is demonstrated by semi-physical simulation studies.Simulation results show that,the predictive shared control method is effective for alleviating the influence of time delay and complex environment,and the success probability and security can be improved.

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期刊信息
  • 《宇航学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国宇航学会
  • 主编:杜善义
  • 地址:北京市海淀区阜成路8号主楼306
  • 邮编:100048
  • 邮箱:yhxb@vip.163.com
  • 电话:010-68768614 68767316
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1328
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2053/V
  • 邮发代号:2-167
  • 获奖情况:
  • 2006、2011年百种中国杰出学术期刊,2007年中国科协精品科技期刊工程,2006-2008年中国科技期刊优秀学术论文奖,2011年《中国精品科技期刊》称号
  • 国内外数据库收录:
  • 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,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:17670