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欠驱动双刚体航天器姿态运动规划的数值方法
  • ISSN号:1000-1328
  • 期刊名称:宇航学报
  • 时间:0
  • 页码:645-651
  • 语言:中文
  • 分类:TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京信息科技大学机电工程学院,北京100192, [2]北京航空材料研究所,北京100095
  • 相关基金:国家自然科学基金(10772020)
  • 相关项目:欠驱动航天器姿态稳定性与非线性控制研究
作者: 吕杰|戈新生|
中文摘要:

带球铰连接的双刚体航天器系统在无外力矩作用时,其姿态运动可通过连接双刚体航天器的铰关节进行控制,这种由控制输入数目少于系统自由度的系统称为欠驱动系统。利用系统相对于总质心的动量矩守恒这一特性研究了欠驱动双刚体航天器的三维姿态运动控制问题。导出带球铰连接的双刚体航天器系统三维姿态运动控制模型,并将系统的控制问题转化为无漂移系统的运动规划问题,利用最优控制技术和小波分析方法,提出基于小波逼近的遗传算法最优运动规划数值算法。通过数值仿真,表明该方法对带球铰连接的欠驱动双刚体航天器三维姿态运动的运动规划是有效的。

英文摘要:

In the torque-free case, the attitude motion for a spacecraft of coupled rigid bodies is to control by a ballin socket joint. This system is underactuated and characterized by the fact that there are more degrees of freedom than actuators. The optimal motion planning for an underactuated system of coupled rigid bodies is investigated using optimal control technique and wavelet analysis method. The control equations of coupled rigid bodies spacecraft with a ball-in socket joint is obtained by using angular momentum conservation. The control problem of system can be converted to the motion planning problem for a driftless system. In this paper, we make use of genetics algorithm and wavelet analysis method and propose a numerical algorithm for motion planning of an underactuated system. The wavelet approximation is used to optimal control and to generate a feasible trajectory for an underaetuated system. The effectiveness of the numerical algorithm is demonstrated for motion planning of coupled rigid bodies spacecraft by numerical simulation.

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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