多航天器相对轨道与姿态耦合分布式自适应协同控制

作     者：张海博 梅杰 马广富 朱志斌 ZHANG Hai-bo;MEI Jie;MA Guang-fu;ZHU Zhi-bin

作者机构：北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室北京100190 哈尔滨工业大学航天学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学深圳研究生院机电工程与自动化学院广东深圳581055 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61174200,61273175) 重点实验室基金资助项目(9140C59021010HT05) 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2013年第30卷第9期

页      码：1086-1098页

摘      要：基于一致性理论,在有向通讯拓扑结构下对多航天器系统相对轨道及姿态的耦合协同控制问题进行了研究.本文考虑近地航天器相对轨道的非线性方程以及用罗德里格参数描述的航天器姿态运动方程,建立了考虑控制输入耦合的六自由度航天器运动模型.在仅有部分跟随航天器可获取参考状态(记为领航航天器)的情形下,针对航天器存在未建模动态以及外部环境干扰等问题,提出了一种基于切比雪夫神经网络(Chebyshev neural networks,CNN)的自适应增益控制律,使得各跟随航天器在轨道交会的同时姿态保持一致.因为每个航天器上的控制算法仅依赖其自身及相邻航天器的信息,因此控制算法是分布式的.同时考虑到航天器之间的相对速度及相对角速度难以测量,提出了无需相对速度及角速度信息的分布式自适应协同控制律使得各航天器保持一定的队形且具有期望的相对指向.最后对6颗航天器的编队飞行进行了仿真分析,仿真结果表明本文设计的分布式自适应协同控制律是有效可行的.

主 题 词：多航天器系统 姿轨耦合控制 有向通讯拓扑 切比雪夫神经网络 自适应控制 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081105[081105] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.7641/CTA.2013.21172

馆 藏 号：203151903...