多颗微小卫星接管失效航天器姿态运动的微分博弈学习控制

作     者：韩楠 罗建军 柴源 Nan HAN;Jianjun LUO;Yuan CHAI

作者机构：西北工业大学深圳研究院深圳518057 西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室西安710072 

基　　金：深圳科创委基金项目(批准号:JCYJ20180508151938535) 国家自然科学基金重大项目(批准号:61690210,61690211) 西北工业大学博士论文创新基金项目(批准号:CX201803)资助 

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

年 卷 期：2020年第50卷第4期

页      码：588-602页

摘      要：对空间中由于燃料耗尽或执行机构故障而失效的航天器进行姿态接管控制能够实现其上高价值有效载荷的再利用,多个微小卫星通过协同,能够以较低的成本对其实施姿态接管控制.微分博弈研究了多个体的最优决策问题,其中各个体通过局部性能指标函数的优化获得控制策略,并实现博弈事先设定的全局目标.本文将失效航天器的姿态接管控制问题转换为多微小卫星的微分博弈问题进行研究.首先建立了多微小卫星的微分博弈模型,设计了微小卫星的性能指标函数,实现了对微小卫星微分博弈问题的数学描述.之后给出了微小卫星微分博弈的HJ (Hamilton-Jacobi)方程,并通过基于单神经网络的策略迭代算法进行了耦合HJ方程解的学习,实现了对微小卫星博弈均衡策略的逼近.最后进行了微小卫星微分博弈学习控制方法有效性的数值仿真验证,仿真结果表明,微小卫星通过学习到的近似博弈均衡控制策略,实现了失效航天器姿态接管控制的全局目标.

主 题 词：姿态控制 接管控制 微分博弈 博弈控制 策略迭代 

学科分类：0810[工学-土木类] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 081105[081105] 0802[工学-机械学] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/N112019-00049

馆 藏 号：203908716...