本文關(guān)鍵詞：考慮執(zhí)行器飽和的衛(wèi)星編隊(duì)飛行控制

  更多相關(guān)文章： 衛(wèi)星編隊(duì) 飽和非線性 狀態(tài)反饋 半全局鎮(zhèn)定 一致性

【摘要】：由于航天技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家科技、研發(fā)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要標(biāo)志,因此許多國(guó)家對(duì)衛(wèi)星編隊(duì)技術(shù)越來越重視。衛(wèi)星屬于一種物理設(shè)備,它只能提供有限的控制性能,也就是一定存在著執(zhí)行器飽和的情況。如果系統(tǒng)工作在飽和區(qū),那么就可能造成整個(gè)系統(tǒng)閉環(huán)不穩(wěn)定。本文就是要考慮執(zhí)行器飽和情況下的衛(wèi)星編隊(duì)控制問題。首先,根據(jù)牛頓定律建立數(shù)學(xué)模型,在本文中不考慮各種外力對(duì)衛(wèi)星編隊(duì)系統(tǒng)的影響。由于參考星與環(huán)繞星的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于參考星與地球球心的距離,于是對(duì)模型進(jìn)行了線性化處理,得到的方程稱之為C-W方程。這種模型的優(yōu)點(diǎn)使得數(shù)學(xué)表達(dá)式簡(jiǎn)單明了,可以很方便地進(jìn)行理論分析和控制器的設(shè)計(jì)。然后,為了保障衛(wèi)星在無(wú)輸入的條件下能夠在一個(gè)二維平面上做周期的圓形軌跡運(yùn)動(dòng),論文給出了衛(wèi)星編隊(duì)系統(tǒng)的初始條件選擇方式。最后,我們進(jìn)行了Matlab仿真,驗(yàn)證了只有按照給出的條件進(jìn)行初始狀態(tài)的選擇才能保障衛(wèi)星軌道是圓形軌跡。其次,考慮執(zhí)行器飽和的衛(wèi)星編隊(duì)控制問題實(shí)質(zhì)上就是一致性問題。為了使跟隨星與主星達(dá)到半全局一致狀態(tài),我們進(jìn)行狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計(jì)。但是,我們很難對(duì)原系統(tǒng)直接進(jìn)行設(shè)計(jì),因此先對(duì)原問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化。于是,通過選取新的狀態(tài)變量把一致性問題轉(zhuǎn)化為鎮(zhèn)定性問題,從而方便進(jìn)行半全局狀態(tài)反饋控制律的設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)控制器的思想是通過低增益反饋的方法使具有執(zhí)行器飽和的衛(wèi)星編隊(duì)系統(tǒng)只工作在線性區(qū)。通過這樣的控制器設(shè)計(jì)方法,就消除了飽和非線性對(duì)系統(tǒng)的影響。最后,我們給出了大量的仿真。由仿真曲線可以得出,本文所設(shè)計(jì)的狀態(tài)反饋控制器能夠使具有執(zhí)行器飽和的衛(wèi)星編隊(duì)系統(tǒng)達(dá)到一致狀態(tài)。仿真結(jié)果還表明某個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)越大,系統(tǒng)的收斂速度就越快,即動(dòng)態(tài)性能就越強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：衛(wèi)星編隊(duì) 飽和非線性 狀態(tài)反饋 半全局鎮(zhèn)定 一致性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V448.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題的來源8
• 1.2 課題的研究背景和意義8-10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星編隊(duì)研究現(xiàn)狀及分析10-14
• 1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 衛(wèi)星編隊(duì)的一般控制方法13-14
• 1.4 飽和非線性問題的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容及各章安排15-17
• 第2章 預(yù)備基礎(chǔ)知識(shí)17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 圖論17-19
• 2.2.1 圖論中路徑的定義18-19
• 2.3 矩陣Kronecker積定義及性質(zhì)19-20
• 2.4 控制系統(tǒng)中的一些基本概念20-21
• 2.5 參量Lyapunov方程方法21-24
• 2.6 半全局鎮(zhèn)定24-25
• 2.6.1 通過?L低增益反饋使系統(tǒng)達(dá)到?L半全局鎮(zhèn)定24-25
• 2.7 本章小結(jié)25-27
• 第3章 衛(wèi)星編隊(duì)模型的建立27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 基本概念及坐標(biāo)系的定義27-29
• 3.2.1 基本概念27-29
• 3.2.2 坐標(biāo)系的定義29
• 3.3 相對(duì)動(dòng)力學(xué)模型的推導(dǎo)29-33
• 3.3.1 模型推導(dǎo)29-33
• 3.4 初始條件的選擇33-39
• 3.5 仿真曲線39-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 考慮執(zhí)行器飽和的編隊(duì)控制43-60
• 4.1 引言43
• 4.2 衛(wèi)星編隊(duì)問題的描述43-46
• 4.3 衛(wèi)星編隊(duì)問題的轉(zhuǎn)化46-48
• 4.4 衛(wèi)星編隊(duì)問題的解48-50
• 4.5 仿真分析50-59
• 4.6 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 金濤;劉樾;;對(duì)發(fā)展我國(guó)慣性測(cè)試技術(shù)的幾點(diǎn)思考[J];航空精密制造技術(shù);2006年05期

2 林來興;小衛(wèi)星編隊(duì)飛行及其軌道構(gòu)成[J];中國(guó)空間科學(xué)技術(shù);2001年01期

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本文編號(hào)：766331