發(fā)布時(shí)間：2021-06-21 19:23

　　具有特定構(gòu)形的多航天器利用網(wǎng)絡(luò)通信、協(xié)同合作,共同完成復(fù)雜的空間任務(wù),該技術(shù)在航天領(lǐng)域的前景廣闊。而航天器編隊(duì)運(yùn)行時(shí),存在著參數(shù)不確定性、外界擾動(dòng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障及輸入飽和、通信受限等不利因素,嚴(yán)重影響著整個(gè)航天器編隊(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,本文從以下幾個(gè)方面開展了航天器編隊(duì)姿態(tài)協(xié)同控制方法的研究。首先,研究了航天器編隊(duì)在外部擾動(dòng)和參數(shù)不確定性作用下的姿態(tài)協(xié)同控制算法。利用積分滑模對(duì)不確定性具有全局魯棒性的優(yōu)勢(shì),在已知聚合擾動(dòng)的上界值的前提下,設(shè)計(jì)基于積分滑模的姿態(tài)協(xié)同控制律。進(jìn)一步,結(jié)合自適應(yīng)控制技術(shù),通過自適應(yīng)控制律在線估計(jì)聚合擾動(dòng)的上界值,設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)積分滑模的姿態(tài)協(xié)同控制律,在實(shí)現(xiàn)各航天器姿態(tài)協(xié)同一致的同時(shí)消除了已知聚合擾動(dòng)的上界值的先知條件,并通過仿真驗(yàn)證算法的有效性。其次,針對(duì)航天器編隊(duì)中的容錯(cuò)問題,在修正自適應(yīng)律的基礎(chǔ)上,研究了基于歸一化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的姿態(tài)協(xié)同控制算法,提出了一種不需要獲取故障信息的容錯(cuò)控制律,使得在僅有部分航天器可以獲取期望姿態(tài)的情況下,各航天器能跟蹤上期望姿態(tài)并實(shí)現(xiàn)整個(gè)編隊(duì)系統(tǒng)的姿態(tài)協(xié)同一致。并通過對(duì)比仿真驗(yàn)證該控制算法的容錯(cuò)能力。最后,對(duì)于航天器編隊(duì)中... 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外航天器編隊(duì)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 航天器編隊(duì)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 姿態(tài)協(xié)同控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 航天器編隊(duì)建模及控制理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        2.2.1 航天器姿態(tài)描述方法
        2.2.2 航天器姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
        2.2.3 航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程
        2.2.4 歐拉-拉格朗日的姿態(tài)模型
    2.3 控制理論基礎(chǔ)
        2.3.1 圖論
        2.3.2 穩(wěn)定性理論
    2.4 本章小結(jié)
第3章 航天器編隊(duì)的積分滑模姿態(tài)協(xié)同控制
    3.1 引言
    3.2 航天器編隊(duì)的姿態(tài)誤差系統(tǒng)建模
    3.3 積分滑模姿態(tài)協(xié)同控制
        3.3.1 控制律設(shè)計(jì)
        3.3.2 數(shù)值仿真
    3.4 自適應(yīng)積分滑模姿態(tài)協(xié)同控制
        3.4.1 控制律設(shè)計(jì)
        3.4.2 數(shù)值仿真
    3.5 本章小結(jié)
第4章 航天器編隊(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)姿態(tài)協(xié)同容錯(cuò)控制
    4.1 引言
    4.2 輸入歸一化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        4.2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)逼近原理
        4.2.2 輸入歸一化
    4.3 歸一化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)姿態(tài)協(xié)同控制律
        4.3.1 控制律設(shè)計(jì)
        4.3.2 穩(wěn)定性能分析
    4.4 數(shù)值仿真
    4.5 本章總結(jié)
第5章 航天器編隊(duì)事件驅(qū)動(dòng)姿態(tài)協(xié)同控制
    5.1 引言
    5.2 無擾動(dòng)事件驅(qū)動(dòng)控制律
        5.2.1 控制律設(shè)計(jì)
        5.2.2 數(shù)值仿真
    5.3 有擾動(dòng)事件驅(qū)動(dòng)控制律
        5.3.1 控制律設(shè)計(jì)
        5.3.2 數(shù)值仿真
    5.4 本章總結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]剛體航天器姿態(tài)跟蹤系統(tǒng)的自適應(yīng)積分滑�？刂芠J]. 叢炳龍,劉向東,陳振.  航空學(xué)報(bào). 2013(03)
[2]基于虛擬結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星編隊(duì)機(jī)動(dòng)控制[J]. 馮成濤,王惠南,劉海穎.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2011(01)
[3]分布式空間系統(tǒng)和航天器編隊(duì)飛行辨析——兼談航天器知識(shí)編隊(duì)和精確編隊(duì)飛行應(yīng)用實(shí)例[J]. 林來興.  航天器工程. 2008(04)
[4]滑模變結(jié)構(gòu)控制理論研究綜述[J]. 穆效江,陳陽舟.  控制工程. 2007(S2)

博士論文
[1]衛(wèi)星編隊(duì)飛行的動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)研究[D]. 張玉錕.中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3241263