基于改进蜣螂优化的GEO轨道多脉冲追逃博弈

1

作者 郭延宁 李高健 于永彬 《中国空间科学技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-10,共10页

研究了考虑J_(2)摄动、脉冲推力情况下,具有感知延迟的GEO(geosynchronous Earth orbit)轨道追逃博弈问题,建立了综合考虑燃料消耗、单次脉冲速度增量、脉冲时间间隔、任务时长、脉冲数量以及终端距离下的轨道追踪策略优化模型。涉及的... 研究了考虑J_(2)摄动、脉冲推力情况下,具有感知延迟的GEO(geosynchronous Earth orbit)轨道追逃博弈问题,建立了综合考虑燃料消耗、单次脉冲速度增量、脉冲时间间隔、任务时长、脉冲数量以及终端距离下的轨道追踪策略优化模型。涉及的优化变量包括脉冲个数、机动时刻序列以及脉冲增量序列。追踪航天器通过多次脉冲追踪目标航天器。为了提高问题求解效率,提出了一种利用Bernoulli混沌映射和最优值引导的改进蜣螂优化算法IBDBO(improved Bernoulli dung beetle optimization),并且为解决终端约束难以满足的问题,引入Lambert机动修正。通过与其他智能算法的对比试验,验证了本算法在收敛速度、收敛稳定性和优化效率上的优势。进而,在一些存在感知延迟的真实场景下的仿真验证了本算法规划追踪策略的有效性,探讨了博弈双方最小距离与目标航天器机动能力以及感知延迟时间之间的因果关系。 展开更多

关键词 脉冲推力 轨道追逃博弈 追踪策略 改进蜣螂优化算法 最小距离

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一类伴有部分解耦干扰的非线性系统故障诊断

2

作者 马广富 高升 郭延宁 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期240-248,共9页

针对Lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L_(∞)未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分... 针对Lipschitz非线性系统执行器故障检测和传感器故障估计问题,本文提出了一种基于H_/L_(∞)未知输入观测器的有限频域故障诊断策略.首先,将系统处理成包含传感器故障的增广系统.然后,将该系统的未知输入干扰分为可解耦与不可解耦两部分.针对可解耦部分,利用观测器匹配条件将其从估计误差中消除.针对不可解耦部分,设计L_(∞)指标抑制其对残差的影响并结合有限频域H_指标提高执行器故障检测灵敏度.接着,给出观测器存在的充分条件并将其转化为受LMIs约束的线性优化问题,实现了执行器故障的鲁棒检测及传感器故障的鲁棒估计.最后,结合仿真算例验证了所提方法的正确性与有效性. 展开更多

关键词 故障检测 故障估计 H_指标 L_(∞)指标 有限频域 LIPSCHITZ非线性系统

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电推进GEO卫星的改进粒子群轨道保持优化设计

3

作者 吕跃勇 王成 +2 位作者 李笑月 郑重 郭延宁 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期523-531,共9页

针对地球同步轨道(GEO)卫星轨道保持问题,提出了一种基于改进粒子群算法(PSO)的序列电推力轨道保持方法。首先,建立了GEO卫星高精度非线性轨道动力学模型和序列电推力模型。然后,设计了GEO卫星相对轨道保持策略,建立了以燃料消耗为性能... 针对地球同步轨道(GEO)卫星轨道保持问题,提出了一种基于改进粒子群算法(PSO)的序列电推力轨道保持方法。首先,建立了GEO卫星高精度非线性轨道动力学模型和序列电推力模型。然后,设计了GEO卫星相对轨道保持策略,建立了以燃料消耗为性能指标的序列电推力轨道保持问题优化模型并进行了离散化。接着,通过引入差分进化算法和维度学习策略对粒子群优化算法进行了适应性改进,同时对推力大小和作用时间进行寻优计算。最后,通过数值仿真对所提出的改进粒子群优化算法进行了对比校验。结果表明,该方法在完成GEO卫星轨道保持任务的同时具备燃料消耗低和收敛速度快等优点。 展开更多

关键词 卫星轨道保持 电推进 粒子群优化 差分进化 维度学习

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基于多种群混沌遗传算法的GEO目标服务任务规划 被引量：1

4

作者 尹帅 余建慧 +3 位作者 宋斌 郭延宁 李传江 吕跃勇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期914-921,共8页

面向地球同步轨道(geosynchronous Earth orbit,GEO)空间目标碎片清除、燃料加注等不同在轨服务需求,研究了“固定储油站+往返航天器”相结合的航天器任务规划问题。首先,建立了多任务混合的燃料最优双层任务规划模型,外层为目标服务序... 面向地球同步轨道(geosynchronous Earth orbit,GEO)空间目标碎片清除、燃料加注等不同在轨服务需求,研究了“固定储油站+往返航天器”相结合的航天器任务规划问题。首先,建立了多任务混合的燃料最优双层任务规划模型,外层为目标服务序列规划,内层为轨道机动规划。随后,针对该连续-离散混合变量组合优化问题,提出了一种多种群混沌遗传算法(multi-group chaotic genetic algorithm,MGCGA),采用混合编码表征决策变量,引入立方混沌映射算子提高初始种群质量,多种群及精英保留策略使得算法在求解过程中能更为显著地逼近全局最优解。最后,参考实际GEO目标构建了典型算例,规划结果表明所提算法具有全局收敛性好、收敛速度快的优点。 展开更多

关键词 在轨服务 地球同步轨道目标 多任务 储油站 任务规划 多种群混沌遗传算法

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一种超参数自适应航天器交会变轨策略优化方法

5

作者 孙雷翔 郭延宁 +2 位作者 邓武东 吕跃勇 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期52-62,共11页

利用强化学习技术,本文提出了一种超参数自适应的燃料最优地球同步轨道(GEO)航天器交会变轨策略优化方法。首先,建立了GEO航天器交会Lambert变轨模型。以变轨时刻为决策变量、燃料消耗为适应度函数,使用改进式综合学习粒子群算法(ICLPSO... 利用强化学习技术,本文提出了一种超参数自适应的燃料最优地球同步轨道(GEO)航天器交会变轨策略优化方法。首先,建立了GEO航天器交会Lambert变轨模型。以变轨时刻为决策变量、燃料消耗为适应度函数,使用改进式综合学习粒子群算法(ICLPSO)作为变轨策略优化的基础方法。其次,考虑到求解的最优性和快速性,重新设计了以粒子群算法(PSO)优化结果为参考基线的奖励函数。使用一族典型GEO航天器交会工况训练深度确定性策略梯度神经网络(DDPG)。将DDPG与ICLPSO组合为强化学习粒子群算法(RLPSO),从而实现算法超参数根据实时迭代收敛情况的自适应动态调整。最后,仿真结果表明与PSO、综合学习粒子群算法(CLPSO)相比,RLPSO在较少迭代后即可给出适应度较高的规划结果,减轻了迭代过程中的计算资源消耗。 展开更多

关键词 地球同步轨道 Lambert变轨 强化学习 粒子群算法 深度确定性策略梯度

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火星上升器入轨段自适应迭代制导方案设计

6

作者 宋春 郭延宁 +1 位作者 郭敏文 李琨 《深空探测学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期31-39,共9页

针对火星上升器入轨段的制导问题,设计了一种自适应迭代制导策略。为降低初始状态偏差和火星环境不确定性的影响,每个周期内在制导坐标系下迭代计算剩余飞行时间,求解出在上升器推力大小固定情况下满足目标点位置与速度矢量约束的最优... 针对火星上升器入轨段的制导问题,设计了一种自适应迭代制导策略。为降低初始状态偏差和火星环境不确定性的影响,每个周期内在制导坐标系下迭代计算剩余飞行时间,求解出在上升器推力大小固定情况下满足目标点位置与速度矢量约束的最优控制角,进而实时修正飞行轨迹。仿真结果表明,相较于传统的开环制导方案,提出的方案显著地提升了制导精度,其中高度误差降低3个量级,最大速度误差降低至原开环制导的三分之一,入轨点轨道倾角和偏心率误差均满足基本工程需求,可作为未来火星上升器入轨段制导的一种可靠方案。 展开更多

关键词 火星上升器 入轨段 迭代制导 最优控制

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基于快速筛选策略的多航天器交会任务规划

7

作者 李明明 闫慧达 +1 位作者 黄盘兴 郭延宁 《自动化技术与应用》 2024年第8期7-11,共5页

研究了位于地球同步轨道(GEO)上的多航天器交会任务规划问题。以交会所需的燃料作为优化指标,建立了一个交会任务规划模型,旨在确定服务航天器的交会顺序和机动轨迹。采用灵活的两脉冲兰伯特机动策略来实现目标交会,并通过遗传算法解决... 研究了位于地球同步轨道(GEO)上的多航天器交会任务规划问题。以交会所需的燃料作为优化指标,建立了一个交会任务规划模型,旨在确定服务航天器的交会顺序和机动轨迹。采用灵活的两脉冲兰伯特机动策略来实现目标交会,并通过遗传算法解决优化问题。在约束条件处理中,引入了一种基于机器学习技术的分类筛选策略。快速判断个体的适应度值,减少适应度值计算,以提高进化算法的优化求解效率。最后,通过提供的仿真案例和对比实验,验证了所研究算法的卓越性能。 展开更多

关键词 多航天器交会 兰伯特机动 分类筛选 机器学习

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混合空间目标下的多航天器抵近观测任务规划 被引量：2

8

作者 李传江 闫慧达 +2 位作者 郭延宁 耿远卓 叶睿卿 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1871-1882,共12页

研究了服务航天器对多个空间目标的抵近观测任务规划问题,并考虑了高价值航天器、普通航天器以及失效航天器或空间碎片3类待观测目标。通过构建合理的评价体系,对目标观测的任务方案进行评分。建立了综合观测目标数量、观测目标类型、... 研究了服务航天器对多个空间目标的抵近观测任务规划问题,并考虑了高价值航天器、普通航天器以及失效航天器或空间碎片3类待观测目标。通过构建合理的评价体系,对目标观测的任务方案进行评分。建立了综合观测目标数量、观测目标类型、燃料消耗、单次点火速度增量以及任务时长的多约束优化模型,涉及的优化变量包括目标分配向量、观测次序向量以及观测时刻向量。服务航天器通过一种四脉冲机动策略抵近每个目标。采用进化算法求解规划问题,并提出一种基于动态规划(DP)的局部搜索策略以优化观测时刻,提升优化效率。最后分别给出了针对单一类型和混合类型空间目标的抵近观测任务规划算例,通过与传统进化算法的求解结果对比,说明了所提出的DP搜索策略的优势。 展开更多

关键词 多航天器 抵近观测 混合空间目标 任务规划 动态规划

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考虑斜坡约束的固定时间行星软着陆制导律设计 被引量：1

9

作者 龚有敏 郭延宁 +3 位作者 孙悦 马广富 郭敏文 张海博 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期699-707,共9页

针对行星探测动力下降段的反馈制导问题,通过引入斜坡约束对着陆轨迹进行约束,应用滑模控制理论和固定时间控制理论,提出了一种固定时间精确软着陆制导方法。首先,根据斜坡约束,定义了约束边界函数,并利用该函数设计了非线性滑模面,不... 针对行星探测动力下降段的反馈制导问题,通过引入斜坡约束对着陆轨迹进行约束,应用滑模控制理论和固定时间控制理论,提出了一种固定时间精确软着陆制导方法。首先,根据斜坡约束,定义了约束边界函数,并利用该函数设计了非线性滑模面,不仅保证了系统状态沿滑模面收敛时是固定时间稳定的,还保证了系统状态不会违反斜坡约束。通过引入光滑连续的切换滑模面,避免了滑模面的奇异问题。其次,设计了固定时间制导律,保证了滑模状态能够在固定时间内收敛到零,利用Lyapunov方法证明了系统的稳定性,并分析了在所设计制导律作用下系统状态不会违反斜坡约束。最后,通过数值仿真算例验证了所提算法的有效性以及鲁棒性。 展开更多

关键词 行星着陆 反馈制导 斜坡约束 滑模控制 固定时间

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行星车视觉导航与自主控制进展与展望 被引量：17

10

作者 郭延宁 冯振 +2 位作者 马广富 郭宇晴 张米令 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1185-1196,共12页

以视觉为主的行星车自主地形感知、导航、规划与控制系统是其安全高效探测的重要保障。本文通过对已成功开展和计划中的系列行星车任务导航与控制系统进行汇总,重点梳理了行星车多源地形感知、自主全局和局部导航、自主路径规划与控制... 以视觉为主的行星车自主地形感知、导航、规划与控制系统是其安全高效探测的重要保障。本文通过对已成功开展和计划中的系列行星车任务导航与控制系统进行汇总,重点梳理了行星车多源地形感知、自主全局和局部导航、自主路径规划与控制等若干关键问题的进展情况,展望了未来自主化、智能化的发展趋势,并结合任务需求构建了行星车视觉导航与自主控制研究框架设想。 展开更多

关键词 行星车 地形感知 自主导航 路径规划 跟踪控制

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基于双目视觉的非合作目标逼近控制系统设计与仿真 被引量：3

11

作者 郭延宁 韩旭 +2 位作者 郭增千 张瑶 马广富 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2015年第5期6-12,共7页

主要研究空间非合作目标近距离逼近过程的控制系统设计与仿真问题.针对采用双目视觉敏感器实现对非合作目标的观测情况,提出一种考虑成像误差的目标位置矢量计算方法,有效保证目标位置解算的可行性.在主星视线坐标系下,分别考虑逼近过... 主要研究空间非合作目标近距离逼近过程的控制系统设计与仿真问题.针对采用双目视觉敏感器实现对非合作目标的观测情况,提出一种考虑成像误差的目标位置矢量计算方法,有效保证目标位置解算的可行性.在主星视线坐标系下,分别考虑逼近过程的最大相对速度约束、控制推力和力矩约束,设计了基于非线性项解耦的递阶饱和PID形式的近距离逼近位置控制律和姿态控制律,并在逼近过程中设置停泊点以确保与目标无碰撞.最后对典型航天器非合作目标抓捕任务进行了数学仿真,仿真结果表明所提出的方法可在满足各种约束的情况下有效实现任意方向的空间非合作目标的抓捕任务. 展开更多

关键词 非合作目标 双目视觉敏感器 递阶饱和PID 位置控制 姿态控制 解耦控制

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小行星重力场全球及局部球谐系数计算与仿真 被引量：2

12

作者 郭延宁 李晓宇 +1 位作者 马广富 崔祜涛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期13-19,共7页

为得到高精度的全球球谐系数,总结提出了检验点选取方式和多面体模型划分策略,定量分析表明了均匀取点和等面积划分法的优越性.提出了局部球谐系数概念,集中在小行星探测器任务规划中的主要活动区域选取检验点进行计算,通过构建一种新... 为得到高精度的全球球谐系数,总结提出了检验点选取方式和多面体模型划分策略,定量分析表明了均匀取点和等面积划分法的优越性.提出了局部球谐系数概念,集中在小行星探测器任务规划中的主要活动区域选取检验点进行计算,通过构建一种新的性能指标说明了局部球谐系数的有效性.局部球谐系数可有效提高特定区域的重力场建模精度,克服传统意义球谐函数法无法在布里渊球域内使用的缺陷,显著提升了球谐函数法的应用范围.最后,以小行星Eros433为实际算例,计算了全球及局部球谐系数,说明了本文方法的有效性. 展开更多

关键词 小行星 局部球谐系数 重力场建模 多面体模型 Eros433

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基于LQR的小卫星磁姿态控制设计 被引量：3

13

作者 郭延宁 李传江 马广富 《空间控制技术与应用》 2008年第5期61-64,共4页

研究仅采用磁力矩器作为执行机构的近地小卫星姿态控制问题。通过对刚体卫星的非线性动力学和运动学方程在平衡点处进行线性化处理,得到一个线性周期时变系统,应用线性二次最优调节器理论设计出最优磁矩控制律。最后针对某小卫星进行了... 研究仅采用磁力矩器作为执行机构的近地小卫星姿态控制问题。通过对刚体卫星的非线性动力学和运动学方程在平衡点处进行线性化处理,得到一个线性周期时变系统,应用线性二次最优调节器理论设计出最优磁矩控制律。最后针对某小卫星进行了仿真验证,结果表明所设计的最优控制律可以很好地完成三轴姿态稳定任务。 展开更多

关键词 小卫星 姿态控制 LQR 磁控制

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基于燃料最优解的火星精确着陆制导策略研究 被引量：5

14

作者 郭延宁 马广富 +1 位作者 曾添一 崔祜涛 《深空探测学报》 2015年第1期61-68,共8页

针对火星着陆任务高实时性和低燃耗的需求,提出了一种新的基于开环燃料最优解的精确着陆制导策略。通过分析开环燃料最优解特性,设计了利用发动机推力幅值切换处的状态作为路径点结合最优线性制导律进行分段制导的制导策略,在无需存储... 针对火星着陆任务高实时性和低燃耗的需求,提出了一种新的基于开环燃料最优解的精确着陆制导策略。通过分析开环燃料最优解特性,设计了利用发动机推力幅值切换处的状态作为路径点结合最优线性制导律进行分段制导的制导策略,在无需存储全部燃料最优轨迹的前提下,实现具有近燃料最优特性的着陆任务,节省了大量的存储空间。同时详细讨论了包括全局燃料最优解获取、路径点提取、路径点拟合等一系列关键问题,并通过典型火星着陆场景的大量数学仿真验证了所提出策略的可行性和优越性。 展开更多

关键词 精确着陆 动力下降 路径点 最优制导 轨迹跟踪

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一种新型的挠性航天器作动器布局优化方案 被引量：1

15

作者 郭延宁 王鹏宇 金珊 《飞控与探测》 2019年第5期49-54,共6页

针对挠性航天器振动抑制中的作动器优化配置问题,综合考虑闭环系统的可控度和作动器的电缆长度,提出一种新型的复合优化指标,在完成振动抑制的同时,有效缩减作动器电缆长度,减小航天器能量损耗及电磁干扰;在此基础上,采用遗传算法,完成... 针对挠性航天器振动抑制中的作动器优化配置问题,综合考虑闭环系统的可控度和作动器的电缆长度,提出一种新型的复合优化指标,在完成振动抑制的同时,有效缩减作动器电缆长度,减小航天器能量损耗及电磁干扰;在此基础上,采用遗传算法,完成作动器安装位置的快速寻优。采用实际尺寸的挠性帆板有限元模型,通过大量的数值仿真,验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 挠性航天器 振动抑制 作动器布局优化 复合优化指标 遗传算法

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火星着陆器动力下降段燃料最优精确着陆轨迹计算与分析

16

作者 郭延宁 王强 李传江 《深空探测研究》 2012年第4期1-7,共7页

为了利用有限燃料成功完成火星精确着陆任务，本文研究了考虑各种约束的动力下降段燃料最优轨迹优化问题，并进而分析了最优轨迹的特点。针对变推力发动机情况，首先基于推力器幅值、火星地表碰撞、下降倾角等因素描述了动力下降段的燃... 为了利用有限燃料成功完成火星精确着陆任务，本文研究了考虑各种约束的动力下降段燃料最优轨迹优化问题，并进而分析了最优轨迹的特点。针对变推力发动机情况，首先基于推力器幅值、火星地表碰撞、下降倾角等因素描述了动力下降段的燃料最优精确着陆问题，并给出了相应的等效最优化问题；接着将等效最优化问题进行离散化，并最终转换为考虑线性约束和二阶锥约束的最优化问题。最后，计算了典型着陆器燃料最优精确着陆轨迹。通过对轨迹分布的研究发现，最优轨迹可以分为S型和C型两种，且最终均收敛于与探测器初始条件相关的圆锥体内，该结论对于上注路径点的选取以及着陆器自主制导方案的选取都具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 火星探测 精确着陆 动力下降段 制导律 燃料最优

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一种多幂次滑模趋近律设计与分析 被引量：68

17

作者 张瑶 马广富 +1 位作者 郭延宁 曾添一 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期466-472,共7页

针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题,提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节,使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高,且无抖振现象.... 针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题,提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节,使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高,且无抖振现象.理论验证了其存在性、可达性及稳定性,并详细推导了趋近速率及干扰稳定界.以航天器姿态机动控制系统为例,对比仿真结果表明该趋近律下,系统的动态过程有较大改善并消除了抖振,且在存在模型不确定性及外加干扰作用下,系统仍可较快地收敛到平衡点附近的邻域内. 展开更多

关键词 多幂次趋近律 滑模控制 趋近速率 干扰稳定界

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基于时频域分析的轮控航天器姿态控制规律参数整定 被引量：6

18

作者 李传江 郭延宁 +1 位作者 张永合 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2319-2325,共7页

研究了轮控航天器姿态控制规律的设计与参数整定问题。采用xyz转序欧拉角描述航天器姿态,建立了航天器动力学及运动学方程,并设计了非线性解耦控制律,使得各回路可独立设计PID控制器。以滚动回路为例,分析了PD控制参数与系统带宽、截止... 研究了轮控航天器姿态控制规律的设计与参数整定问题。采用xyz转序欧拉角描述航天器姿态,建立了航天器动力学及运动学方程,并设计了非线性解耦控制律,使得各回路可独立设计PID控制器。以滚动回路为例,分析了PD控制参数与系统带宽、截止频率、相位裕度等多项频域指标的关系,从而设计有效的稳态控制器以应对挠性结构振动和系统时延等;接着根据姿态控制特性给出了积分参数选取及积分饱和处理策略;同时为快速完成姿态机动,结合时间最优控制特性分析了控制参数与机动角度的关系;此外,执行机构效率和系统干扰力矩等因素也被用于控制参数域的整定。最后利用整定策略设计了某型卫星的姿态控制器,并通过频域分析和数学仿真检验了该方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 姿态控制 姿态机动 PID控制 参数整定 轮控航天器

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单框架控制力矩陀螺的奇异分析及操纵律设计 被引量：11

19

作者 李传江 郭延宁 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2346-2353,共8页

通过对单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)的奇异问题的分析,设计了一种新的伪逆解与零运动向量相结合的操纵律来回避SGCMGs的内部奇异点。首先通过绘制金字塔构型SGCMGs奇异角动量曲面及典型角动量切面对应的奇异度量极值曲面,研究了其奇异... 通过对单框架控制力矩陀螺群(SGCMGs)的奇异问题的分析,设计了一种新的伪逆解与零运动向量相结合的操纵律来回避SGCMGs的内部奇异点。首先通过绘制金字塔构型SGCMGs奇异角动量曲面及典型角动量切面对应的奇异度量极值曲面,研究了其奇异的几何特性。然后以缩小期望力矩与各SGCMG角动量的夹角为目的,给出了一种新的零运动向量构造方法用于操纵律的设计。该方法在全局范围内考虑,并未参考当前奇异度量值,故能有效地避免奇异度量局部极值所对应的内部显奇异点。最后将其与现有的几种操纵律进行了数学仿真对比,验证了其有效性及优越性。 展开更多

关键词 姿态控制 单框架控制力矩陀螺 奇异 操纵律

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无阻力双星编队的满系数矩阵MIMO定量反馈控制 被引量：2

20

作者 张永合 梁旭文 +2 位作者 周远强 郭延宁 马广富 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期819-828,共10页

研究由两颗无阻力卫星构成的、用于重力场测量的松散式编队相对位置控制方法,主要解决编队控制所产生的非重力加速度在重力场测量频带内的干扰抑制问题。首先,选取双星位置中点作为编队系统质心,建立了考虑J2摄动项的双星相对动力学模... 研究由两颗无阻力卫星构成的、用于重力场测量的松散式编队相对位置控制方法,主要解决编队控制所产生的非重力加速度在重力场测量频带内的干扰抑制问题。首先,选取双星位置中点作为编队系统质心,建立了考虑J2摄动项的双星相对动力学模型。然后,根据定量反馈理论(QFT)确定系统在频域内的跟踪性能、鲁棒稳定性、输入干扰抑制等约束。与当前常规的对角型QFT控制器设计方法不同,本文针对编队系统的多输入多输出(MIMO)通道强耦合特性,设计了更具一般性的满系数矩阵鲁棒控制器,不但实现了闭环控制回路整定、通道解耦和稳态收敛,还有效抑制了编队控制量功率谱在科学测量频带内的干扰。最后,通过在时域中的数字仿真校验了该方法控制器的有效性和鲁棒性。 展开更多

关键词 无阻力卫星 松散编队 定量反馈理论 干扰抑制

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