充液航天器大角度机动自适应无源控制

发布时间：2021-09-15 17:33

　　研究了基于自适应无源控制的三轴稳定充液航天器大角度姿态机动问题.将液体晃动等效为黏性球摆模型,利用动量矩守恒定理推导出充液航天器耦合动力学方程.针对陀螺故障及无陀螺配置导致航天器姿态无角速度测量的情况,同时考虑存在外部未知干扰、转动惯量不确定性以及液体晃动位移不可测量的特性,设计自适应输出反馈无源控制,其中自适应更新律用于补偿外部未知干扰和估计液体晃动的位移变量.利用Lyapunov方法和LaSalle不变引理,证明该控制律不但可以保证闭环系统渐进稳定,而且可以保证二个期望平衡位置均达到稳定.仿真结果验证了本文控制方法的有效性. 

【文章来源】：空间科学学报. 2020,40(03)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

图４情形一液体晃动位移及估值响应??Ｆｉｇ．?４?Ｌｉｑｕｉｄ?ｓｌｏｓｈｉｎｇ?ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｉｔｓ?ｅｓｔｉｍａｔｅｄ??ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｉｎ?u

图７情形二姿态四元数响应??Ｆｉｇ．?７?Ａｔｔｉｔｕｄｅ?ｑｕａｔｅｒｎｉｏｎｓ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｉｎ?

图２，?３，?６，?７给出的航天器姿态角速度和??姿态四元数响应曲线可以看出，存在外部干扰的情况??下：，系统在１５０?ｓ左右达到稳定效果？???ＬＵ?．ｚ）

【参考文献】：
期刊论文
[1]无角速度测量的姿态跟踪动态PD控制[J]. 殷春武,侯明善,李明翔.  电机与控制学报. 2017(12)
[2]三轴充液航天器建模及姿态稳定控制[J]. 史星宇,齐瑞云.  南京航空航天大学学报. 2017(01)
[3]液体大幅晃动类等效力学模型研究[J]. 邓明乐,岳宝增,黄华.  宇航学报. 2016(06)
[4]液体多模态晃动充液航天器姿态机动复合控制[J]. 宋晓娟,岳宝增,闫玉龙,邓明乐.  宇航学报. 2015(07)
[5]具有刚-柔-液-控耦合的航天器动力学研究进展[J]. 岳宝增,宋晓娟.  力学进展. 2013(01)
[6]基于四元数的航天器姿态非线性控制器[J]. 祝乔,汪旭东,崔家瑞.  信息与控制. 2012(02)
[7]非轴对称贮箱液体晃动的等效力学模型[J]. 李青,马兴瑞,王天舒.  宇航学报. 2011(02)
[8]基于无源性的带液体晃动月球着陆器的姿态控制[J]. 杜辉.  空间控制技术与应用. 2011(01)
[9]基于无源性的挠性航天器姿态跟踪控制[J]. 蔡建,王芳,张洪华.  宇航学报. 2010(04)



本文编号：3396497