考虑非线性模型不确定性的航天器高椭圆轨道自主相对运动控制

作     者：张科文 潘柏松 ZHANG Kewen;PAN Baisong

作者机构：浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310023 浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310023 

基　　金：浙江省‘尖兵’‘领雁’研发攻关计划资助项目(2022C01026) 

出 版 物：《计算机集成制造系统》 (Computer Integrated Manufacturing Systems)

年 卷 期：2022年第28卷第7期

页      码：2229-2241页

摘      要：针对围绕同一中心天体的任意高椭圆轨道飞行的航天器之间的自主相对运动问题,提出基于系统相对运动模型的航天器自适应控制策略。首先,对适用于任意航天器相对运动的一般性非线性模型,通过设计系统内部虚拟变量对模型进行重构。其次,针对非线性系统下航天器交会对接输入约束问题,基于重构的非线性模型,通过设计辅助控制系统,分析和解决控制输入约束的影响,在提高控制性能的同时保证闭环系统的渐近稳定性。此外,由目标星未知轨道运动引起的模型非线性参数项不确定性问题,通过二项式级数扩展方法实现线性参数化近似,结合提出的自适应反步控制器,能够保证闭环信号以及未知参数估计的最终有界性。对于同时存在模型不确定性与控制输入约束的问题,采用代数参数化线性近似与辅助控制系统相结合的设计方法,能够分析和处理控制加速度约束的影响。最后,通过对几个案例的仿真分析,比较和验证了所提出的自适应控制策略的有效性。

主 题 词：相对运动 自适应控制 不确定性 输入约束 非线性系统 航天器 

学科分类：0711[理学-心理学类] 08[工学] 081105[081105] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 0701[理学-数学类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.13196/j.cims.2022.07.027

馆 藏 号：203113753...