基于动态事件驱动的航天器姿态控制

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hanson117
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
细胞卫星是一种可以自由分离组合、即插即用的标准化微小型卫星,细胞卫星具有大规模在轨构建、在轨服务和在轨维修的能力,因此一经提出就得到了广泛关注。细胞卫星的一个典型的应用场景是对大型失效航天器的姿态接管控制,使用大量细胞卫星主动附着在失效航天器的表面,从而恢复对失效航天器进行姿轨控的能力,进而恢复失效航天器的全部功能。姿态接管控制中主要存在两个问题,其一是(局部)通信受限问题,其二是控制输入饱和问题。由于敏感器细胞星和控制器细胞星附着于失效航天器表面上的不同位置,在姿态接管控制中必须利用无线网络传输敏感器测量信息,因而存在严重的通信受限问题。另外,由于标准化细胞卫星体积极为有限,由多个执行机构细胞卫星构成的执行机构的输出力矩仍然很低,因此存在严重的执行机构力矩饱和问题。此外,为保证被接管航天器上仍能使用的有效载荷的正常工作,需要保证姿态控制系统的高精度。针对姿态接管控制中的(局部)通信受限问题,本文提出了一种动态事件驱动机制(DETM),并基于这种DETM设计了自适应神经网络控制系统,控制稳定性分析和Zeno行为分析以及数值仿真表明这套控制系统能在保证控制精度的前提下大幅度提高任意相邻两次事件驱动之间的最小时间间隔,有效解决了姿态接管控制中的(局部)通信受限问题。然后,在第一部分设计的基于DETM的自适应神经网络控制系统基础上,本文利用动态环增益函数方法设计了能有效避免控制输入饱和的控制系统,并在控制器中额外引入了一个自适应补偿项以确保控制精度,理论分析和数值仿真均表明这套控制系统能够在保证控制精度的前提下,同时有效解决姿态接管控制中的控制输入饱和问题和(局部)通信受限问题。最后,在第二部分设计的基于DETM和动态环增益函数的姿态接管控制系统的基础上,本文在控制器一侧引入了一个与真实航天器动力学系统相对应的估计状态动力学模型,并利用该模型所产生的估计状态设计了连续的控制器,利用这套控制系统可以在保证姿态接管控制的控制精度的前提下,极大限度地提升相邻两次事件驱动之间的(最小)时间间隔,完全消除敏感器和控制器之间的无线网络上出现通信受限的可能性,并有效避免执行机构力矩饱和。
其他文献
在有限群中,非幂零极大子群是一类特殊的极大子群,而TI-子群是正规子群的一个重要推广,它们都对有限群的结构有非常重要的影响.本文的研究内容主要是围绕非幂零极大子群和TI-
对于水驱气藏来说,地层水侵入气藏会造成井底积液,甚至导致气井水淹停产,增加开发难度,降低气藏的采收率。但是,如果能客观及时地预测水侵动态,准确认识气藏水侵特征,就能通
近年来,随着我国相关排放标准的不断提高,普通的除尘设备越来越难以满足排放要求,现有的除尘设备需要进一步改造,尤其是要提高对于细颗粒物的捕集能力。与其他技术相比,电凝
随着构建和谐社会的要求越来越深入人心,公安系统的责任也日益加大。有效实施公安基层民警的绩效考核,对增强基层民警工作积极性、提高公安机关工作效率和推动公安队伍正规化
烷基苯在人们的生产生活中发挥了重要的作用,目前烷基化催化剂的设计和合成引起了众多研究者的关注。传统烷基化催化剂存在着各种问题和局限性,工业生产中为了攻克这些问题,
现代有机合成中,C?H官能团化是构建复杂有机分子的步骤和原子经济方法。C(sp3)?H键的键能高,反应活性低,活化困难,很难有效转化,C(sp3)?H键的活化是有机合成中的一大难点。甲醇是
香叶醇是一种无环单萜烯醇,具有温和的玫瑰花香,常用于食品添加剂,为玫瑰系香精的主剂。作为医药原料,用于抗菌和驱虫,临床治疗慢性支气管炎效果较好,而且对提高机体免疫功能
殷鉴不远,记忆犹新。20世纪80年代末90年代初,当时国际上发生了一系列政权更迭、政党衰亡的重大事件,一些长期执政的大党、老党丧失了政权,有的政党甚至一夜之间土崩瓦解,一
液晶透镜是一种焦距电控可调节的自适应微透镜,其原理主要利用液晶的双折射特性,通过改变施加的驱动电压可以调节透镜内部液晶分子指向矢排列变化从而形成梯度折射率分布,实现透镜效果。液晶透镜具有可调谐驱动电压聚焦,便携且易于集成,结构稳定紧凑等特点,因此在便携式光学器件中已经具有广泛的应用。然而随着人们对光电子器件要求的不断提高,传统液晶透镜的问题也逐渐显现,包括响应速度较慢,驱动电压较大且大孔径成像效果
纳米材料在工农业等领域的广泛应用导致它们会通过多种途径进入土壤环境。纳米材料独特的理化性质会对生长在土壤中的植物产生毒性效应,并通过生物链传递,对生态系统和人体健