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面向任务约束的航天器姿控系统在轨重构算法
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:《宇航学报》
  • 时间:0
  • 分类:V448[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]南京航空航天大学自动化学院,南京211106, [2]南京航空航天大学航天学院,南京210016, [3]约克大学机械工程系,多伦多M3J1P3, [4]航天器故障诊断与在轨维修重点实验室,西安710043
  • 相关基金:国家自然科学基金(61673206,61622304); 中央高校基本科研业务费专项资金(2016083); 南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金(kfjj20160315)
中文摘要:

针对任务约束下的航天器姿态控制系统(ACS)在轨重构问题,提出了一种基于自适应动态规划(ADP)的在轨重构算法。首先,综合考虑航天器在轨任务约束条件设计效用函数和性能指标函数,获得离散Hamilton-Jacobian-Bellman(HJB)方程形式的最优重构策略。其次,采用执行依赖启发式动态规划(ADHDP)方法近似求解HJB方程,避免了直接求解HJB方程的"维数灾难"问题。通过简化设计ADHDP执行网络,提高了迭代训练速度;同时在训练中引入ε-greedy因子,避免了训练算法过早陷入局部最优解。仿真结果验证了所提方法的有效性。

英文摘要:

An on-orbit reconfiguration algorithm based on adaptive dynamic programming( ADP) is proposed to reconfigurate the controller of a spacecraft attitude control system( ACS) in case of fault with the consideration of the ongoing missions. Firstly,a utility function and a performance index function regarding the scheduled spacecraft mission are designed,and the optimal reconfiguration policy is obtained as a solution of the Hamilton-Jacobian-Bellman( HJB)equation. Secondly,the action-dependent heuristic dynamic programming( ADHDP) approach is used to approximately solve the HJB equation,avoiding the curse of the dimensionality of directly solving HJB. Finally,simplifying the design of the ADHDP action network is conducted to make the iterative training process faster,and the ε-greedy factor is introduced in the training process to avoid getting in local minimum too early. Simulation results show the effectiveness of the proposed method.

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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