角速度受限下航天器姿态机动事件触发控制

作     者：石永霞 胡庆雷 邵小东 Yongxia SHI;Qinglei HU;Xiaodong SHAO

作者机构：北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京100191 北京航空航天大学杭州创新研究院(余杭)杭州311100 北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61960206011,61633003) 北京市自然科学基金(批准号:JQ19017) 先进无人飞行器北京市高精尖学科中心和空间智能控制实验室科技基金(批准号:6142208190303)资助项目 

出 版 物：《中国科学：信息科学》 (Scientia Sinica(Informationis))

年 卷 期：2022年第52卷第3期

页      码：506-520页

摘      要：针对角速度受限和通信资源有限的航天器姿态系统,考虑转动惯量难以精确获得并且存在外部干扰的情况,提出一种基于神经网络的自适应事件触发姿态机动控制算法.该算法首先基于预设性能技术,将角速度受限约束转换为性能边界约束,进一步通过误差转换,建立姿态系统的等效误差模型,将存在角速度约束的航天器姿态系统机动控制问题巧妙地转化为无约束误差系统的状态有界稳定控制问题;然后,选用径向基神经网络设计自适应律,在线逼近系统中由未知转动惯量带来的不确定性项.与此同时,考虑到星载通信资源有限的问题,通过建立触发控制信号与实时控制信号之间的显式关系,设计一个统一的时变事件触发机制,当触发条件满足时同步更新控制器和自适应律,大大减少了控制器和执行器之间频繁的网络信号传输.此外,触发机制中时变项的引入严格保证了触发控制无Zeno现象发生.最后,仿真结果表明了所提出的姿态控制算法不但能够保证航天器高精度、高稳定度、高鲁棒性地完成指定姿态机动任务,而且可以减少大约97.50%的控制信号更新,这大大缓解了航天器的通信负担.

主 题 词：航天器 角速度受限 预设性能控制 通信资源有限 事件触发机制 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SSI-2021-0136

馆 藏 号：203109776...