非合作目标情形下的航天器交会参数辨识与控制器设计

发布时间：2017-12-03 06:30

  本文关键词：非合作目标情形下的航天器交会参数辨识与控制器设计

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【摘要】：航天器轨道交会在太空项目中发挥越来越重要的作用,是许多任务成功执行的前提,如拦截、维修、救援、对接、大型结构装配和编队飞行等。由于非合作目标广泛存在,导致信息的缺失,从而轨道交会模型无法确定,本文正是在此背景下展开研究。首先,介绍了各国交会对接的发展状况和我国载人航天的发展历程,回顾了非合作交会的研究现状,强调了展开非合作交会研究的重要性;阐述了面向控制辨识的三个层次;介绍了辨识方法的发展历程;引出了非脆弱鲁棒∞H控制和保成本控制问题。其次,介绍了航天器轨道交会模型的由来,简要说明了辨识的基本原理;详细说明了输入信号合理选择的重要性,介绍了M序列和逆M序列的概念,以及如何对原始数据进行处理;合理选择采样区间,使得系统在计算时可以保持稳定,并讨论了可辨识性问题。然后,在航天器z轴方向存在机动的情形下,采用最小二乘法、递推最小二乘法以及递推增广最小二乘法,对系统的z轴独立模型进行辨识,仿真实验结果表明,递推增广最小二乘算法的绝对误差和相对误差都最小。再次,提出了连续系统离散化的两个算法:线性算法与广义双线性算法,在此基础上,采用MIMO递推增广辨识法,对非合作目标情形下的轨道交会系统进行辨识,与子空间辨识法相比,其辨识得到参数的相对误差更小。最后,在辨识结果的基础上,研究了鲁棒∞H控制和保成本控制问题,提出了考虑参数不确定性,外部扰动,极点配置等因素的一个非脆弱的多目标鲁棒∞H控制器设计方法。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V448.2

【参考文献】

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1 丁锋;;系统辨识(6):多新息辨识理论与方法[J];南京信息工程大学学报(自然科学版);2012年01期

2 丁锋;;系统辨识(8):耦合辨识概念与方法[J];南京信息工程大学学报(自然科学版);2012年03期

3 Chen Binglong;Geng Yunhai;;Super twisting controller for on-orbit servicing to non-cooperative target[J];Chinese Journal of Aeronautics;2015年01期

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本文编号：1247788