分布式SAR构型优化设计与基于事件驱动机制的构型控制
发布时间：2021-08-31 21:35
编队卫星系统具有“集群化”和“空间分布”的特征,使得该运行方式和单个卫星相比具有巨大技术优势。因此卫星编队飞行的模式自打上世纪九十年代产生以来,一直备受关注。近年来航天专家们也在为将编队飞行的理论成果应用到实际工程项目中做出了不懈的努力。分布式合成孔径雷达系统便是将卫星编队技术和航天遥感技术中的星载雷达技术相结合的产物。卫星编队系统通过一定的构型,可为合成孔径雷达提供超长可变基线,大幅提高雷达性能,为雷达测量系统提供了良好平台。在卫星编队飞行的控制问题中,由于空间干涉测量任务中编队构型一般较大,星间距离较远,这种情况下容易出现通信带宽不足的情况。事件驱动策略就是针对通信资源不足而提出的一种控制策略。本文以分布式SAR系统的In SAR测高任务为研究背景,进行了构型优化设计,并结合事件驱动策略,进行构型维持控制的研究。本论文主要研究内容如下:研究了In SAR测高任务背景下,编队卫星的多基线构型优化设计问题。设计步骤分为三步。第一步,建立测高误差与基线之间的关系,建立基线矢量与编队构型参数之间的关系,以达到一定测高精度的时间比例为优化问题的目标函数,以通用编队构型参数为设计变量进行长基线...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
干涉车轮德国宇航中心在此基础上提出了干涉钟摆(InterferometricPendulum)和
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文数图论星编队协同控制中，一般采取加权无向或有向图描述编队间通图和无向图，一般由节点和连接节点的边组成，记为( ,Λ =υ } ,n υ表示节点的集合， υ ×υ表示节点之间两两形成的n nR×是加权邻接矩阵 。有向图中边是有方向的，无向图中边向图中，若节点iυ能够获取节点 jυ信息，则图中有一条边从 υ)j ∈ ，此时称iυ为 jυ的父节点， jυ为iυ的子节点，在加权邻应元素中0ijg >。在有向图中，一般有 ij jig ≠g，若( , )i jυ υ ，则，当节点iυ和节点 jυ有边相连时，节点iυ和 jυ互为父节点和子0jig>。 在有向图和无向图中，一般都有0iig =。图2-2为有意图。
共面双星（单基线）优化结果如表3-2所示。图3-2是共面双星相对测高精度。在一个轨道周期内共面双星相对测高精度满足3m的占总时间的36.6254%。表3-2共面两星构型参数优化结果参数S1 S2p/m 4338.0505 4300.1815s/m 0 0α/deg 0 0θ/deg 133.1298 258.9097l/m 5371.2827 -5348.9368进行共面四星的构型优化设计，优化结果如表3-3所示。表3-3中四颗辅星共形成六根基线，在同一时间内选择测高精度最优的基线作为工作基线，等效基线相对测高精度如图3-2。由图3-2可以看出优化后的共面四星构型能够
【参考文献】：
期刊论文
[1]干涉SAR多基线分析与设计[J]. 陈国忠,赵迪,王晓鹏,侯雨生,陈亮,张德新. 上海航天. 2016(06)
[2]通信延时和数据丢包下事件驱动的多智能体系统一致性研究（英文）[J]. 崔彦良,费敏锐,杜大军,李慷. 控制理论与应用. 2015(09)
[3]控制受限的编队航天器鲁棒自适应控制[J]. 宋申民,郑重,苏烨. 宇航学报. 2014(12)
[4]基于事件驱动的环形编队多智能体系统[J]. 王航飞,禹梅,谢广明,石红. 系统科学与数学. 2014(07)
[5]分布式InSAR卫星绕飞角设计与控制方法研究[J]. 伍升钢,钱山,谭炜,张智斌,李恒年. 宇航学报. 2013(09)
[6]基于事件-时间驱动的远程控制方式下的双电机同步控制系统研究[J]. 邵忠良,黄诚. 装备制造技术. 2013(08)
[7]基于DEM和GMTI的收发同置分布式InSAR编队构型设计[J]. 陈雯雯,邵晓巍,段登平. 上海航天. 2012(01)
[8]中国余数定理在双基线InSAR相位解缠中的应用[J]. 张红敏,靳国旺,徐青,秦志远,孙伟. 测绘学报. 2011(06)
[9]多星系统相对轨道的自适应协同控制[J]. 马广富,梅杰. 控制理论与应用. 2011(06)
[10]基于SM-PSO算法的分布式SAR卫星系统构形优化设计方法研究[J]. 张锦绣,王继河,曹喜滨,兰盛昌. 电子与信息学报. 2008(11)
博士论文
[1]分布式卫星动力学建模与控制研究[D]. 王兆魁.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]星间通信受限航天器姿态协同控制方法研究[D]. 解延浩.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于事件驱动的非线性系统指数镇定[D]. 王敬迅.西安电子科技大学 2015
[3]卫星编队分布式有限时间队形协同控制算法研究[D]. 袁兴军.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3375653
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
干涉车轮德国宇航中心在此基础上提出了干涉钟摆(InterferometricPendulum)和
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文数图论星编队协同控制中，一般采取加权无向或有向图描述编队间通图和无向图，一般由节点和连接节点的边组成，记为( ,Λ =υ } ,n υ表示节点的集合， υ ×υ表示节点之间两两形成的n nR×是加权邻接矩阵 。有向图中边是有方向的，无向图中边向图中，若节点iυ能够获取节点 jυ信息，则图中有一条边从 υ)j ∈ ，此时称iυ为 jυ的父节点， jυ为iυ的子节点，在加权邻应元素中0ijg >。在有向图中，一般有 ij jig ≠g，若( , )i jυ υ ，则，当节点iυ和节点 jυ有边相连时，节点iυ和 jυ互为父节点和子0jig>。 在有向图和无向图中，一般都有0iig =。图2-2为有意图。
共面双星（单基线）优化结果如表3-2所示。图3-2是共面双星相对测高精度。在一个轨道周期内共面双星相对测高精度满足3m的占总时间的36.6254%。表3-2共面两星构型参数优化结果参数S1 S2p/m 4338.0505 4300.1815s/m 0 0α/deg 0 0θ/deg 133.1298 258.9097l/m 5371.2827 -5348.9368进行共面四星的构型优化设计，优化结果如表3-3所示。表3-3中四颗辅星共形成六根基线，在同一时间内选择测高精度最优的基线作为工作基线，等效基线相对测高精度如图3-2。由图3-2可以看出优化后的共面四星构型能够
【参考文献】：
期刊论文
[1]干涉SAR多基线分析与设计[J]. 陈国忠,赵迪,王晓鹏,侯雨生,陈亮,张德新. 上海航天. 2016(06)
[2]通信延时和数据丢包下事件驱动的多智能体系统一致性研究（英文）[J]. 崔彦良,费敏锐,杜大军,李慷. 控制理论与应用. 2015(09)
[3]控制受限的编队航天器鲁棒自适应控制[J]. 宋申民,郑重,苏烨. 宇航学报. 2014(12)
[4]基于事件驱动的环形编队多智能体系统[J]. 王航飞,禹梅,谢广明,石红. 系统科学与数学. 2014(07)
[5]分布式InSAR卫星绕飞角设计与控制方法研究[J]. 伍升钢,钱山,谭炜,张智斌,李恒年. 宇航学报. 2013(09)
[6]基于事件-时间驱动的远程控制方式下的双电机同步控制系统研究[J]. 邵忠良,黄诚. 装备制造技术. 2013(08)
[7]基于DEM和GMTI的收发同置分布式InSAR编队构型设计[J]. 陈雯雯,邵晓巍,段登平. 上海航天. 2012(01)
[8]中国余数定理在双基线InSAR相位解缠中的应用[J]. 张红敏,靳国旺,徐青,秦志远,孙伟. 测绘学报. 2011(06)
[9]多星系统相对轨道的自适应协同控制[J]. 马广富,梅杰. 控制理论与应用. 2011(06)
[10]基于SM-PSO算法的分布式SAR卫星系统构形优化设计方法研究[J]. 张锦绣,王继河,曹喜滨,兰盛昌. 电子与信息学报. 2008(11)
博士论文
[1]分布式卫星动力学建模与控制研究[D]. 王兆魁.国防科学技术大学 2006
硕士论文
[1]星间通信受限航天器姿态协同控制方法研究[D]. 解延浩.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于事件驱动的非线性系统指数镇定[D]. 王敬迅.西安电子科技大学 2015
[3]卫星编队分布式有限时间队形协同控制算法研究[D]. 袁兴军.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3375653
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