針對(duì)衛(wèi)星對(duì)于空間動(dòng)態(tài)目標(biāo)快速、穩(wěn)定地跟蹤、控制目標(biāo),同時(shí)考慮平臺(tái)模型的不確定性、外部隨機(jī)干擾、系統(tǒng)控制力矩與角速度約束等因素,設(shè)計(jì)PD+控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)于動(dòng)態(tài)目標(biāo)的快速、穩(wěn)定跟蹤;在經(jīng)典PD控制器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)控制添加項(xiàng)使得系統(tǒng)能夠按照既定軌跡運(yùn)動(dòng);采用變結(jié)構(gòu)的手段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)收斂速度的提升;合理設(shè)計(jì)Lyapunov函數(shù)的結(jié)構(gòu),引出角速度、四元數(shù)的耦合項(xiàng)對(duì)V函數(shù)進(jìn)行改良,簡(jiǎn)化系統(tǒng)穩(wěn)定性證明與分析的過程;討論系統(tǒng)最極端情形,通過對(duì)V函數(shù)上下界的討論分析系統(tǒng)該情形下的穩(wěn)定性;最后通過數(shù)值仿真驗(yàn)證所提出算法的有效性與優(yōu)越性. 

【文章來源】：空間控制技術(shù)與應(yīng)用. 2020,46(02)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

傳統(tǒng)控制律的誤差角速度曲線

圖1 傳統(tǒng)控制律的誤差角速度曲線由圖3～4可以看到系統(tǒng)在50 s左右收斂，系統(tǒng)收斂時(shí)間相比較于經(jīng)典PD控制器提升約80%，同時(shí)在200 s時(shí)的誤差角速度與誤差四元數(shù)穩(wěn)態(tài)精度分別為1×10-5和8×10-4，與經(jīng)典PD控制器在400 s的穩(wěn)態(tài)精度相一致，由此可以認(rèn)為本次研究所提出的控制器能夠在維持穩(wěn)態(tài)精度的前提下大幅提升系統(tǒng)收斂速率．與之前討論相類似，系統(tǒng)在5 s左右開始進(jìn)入滑模面(14)的勻速段，在35 s左右開始減速，在此區(qū)間內(nèi)控制力矩維持在相對(duì)較小的范圍內(nèi)，這也使得系統(tǒng)對(duì)于控制力矩的利用效率得到了提升．

由圖3～4可以看到系統(tǒng)在50 s左右收斂，系統(tǒng)收斂時(shí)間相比較于經(jīng)典PD控制器提升約80%，同時(shí)在200 s時(shí)的誤差角速度與誤差四元數(shù)穩(wěn)態(tài)精度分別為1×10-5和8×10-4，與經(jīng)典PD控制器在400 s的穩(wěn)態(tài)精度相一致，由此可以認(rèn)為本次研究所提出的控制器能夠在維持穩(wěn)態(tài)精度的前提下大幅提升系統(tǒng)收斂速率．與之前討論相類似，系統(tǒng)在5 s左右開始進(jìn)入滑模面(14)的勻速段，在35 s左右開始減速，在此區(qū)間內(nèi)控制力矩維持在相對(duì)較小的范圍內(nèi)，這也使得系統(tǒng)對(duì)于控制力矩的利用效率得到了提升．圖4 姿態(tài)跟蹤PD+控制器的誤差四元數(shù)曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于遺傳算法的航空發(fā)動(dòng)機(jī)多目標(biāo)優(yōu)化PID控制[J]. 李玥,孫健國(guó).  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2008(01)



本文編號(hào)：3559803