欠驱动航天器实时最优控制算法设计  被引量:2

Real-time optimal control for underactuated spacecraft

在线阅读下载全文

作  者:庄宇飞 黄海滨 

机构地区:[1]哈尔滨工业大学(威海)信息与电气工程学院,山东威海264200

出  处:《系统工程与电子技术》2013年第7期1477-1485,共9页Systems Engineering and Electronics

基  金:国家自然科学基金(61004072;61174200);高等学校博士学科点专项科研基金(20102302110031);中央高校基本科研业务费专项资金(HIT KLOF 2013135);哈尔滨工业大学科研创新基金(HIT NSRIF 2014139)资助课题

摘  要:针对欠驱动刚性航天器,提出了时间最优的闭环状态反馈控制算法。首先,利用直接Legendre伪谱法规划出航天器开环的姿态机动轨迹,并验证了所得最优控制输入的可行性。然后,以航天器实际运行轨迹与开环轨迹间的偏差为变量构造偏差方程,并提出了基于间接Legendre伪谱法的最优姿态稳定控制算法。最后,采用实时重规划策略实现了稳定控制器状态的反馈,从而完成了对参考轨迹的闭环跟踪。仿真结果表明所提算法运算量小,计算速度快,可以实时获取解析形式的控制输入修正量,而且对初始姿态存在扰动的情况具有一定的鲁棒性,运算精度较高。A novel time-optimal feedback control algorithm for the closed-loop control of an underactuated rigid spacecraft is presented.Firstly,the constrained trajectory is generated by the direct Legendre pseudospectral method,and the feasibility of the control solution is validated.Secondly,regarding the errors between the actual trajectory and the reference trajectory as variables,an error equation is constructed,which can be solved by the indirect Legendre pseudospectral method.Finally,the closed-loop trajectory tracking control law is obtained by the on-line replanning strategy.Simulation results demonstrate that the proposed control scheme can obtain a closed-loop state feedback control law in real-time and can lead to a high precision even in the presence of initial state perturbations.

关 键 词:最优控制 轨迹规划 轨迹跟踪 伪谱法 欠驱动航天器 

分 类 号:V448.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计]

 

参考文献:

正在载入数据...

 

二级参考文献:

正在载入数据...

 

耦合文献:

正在载入数据...

 

引证文献:

正在载入数据...

 

二级引证文献:

正在载入数据...

 

同被引文献:

正在载入数据...

 

相关期刊文献:

正在载入数据...

相关的主题
相关的作者对象
相关的机构对象