航天器编队飞行自适应协同避碰控制

发布时间：2021-11-08 11:32

　　为解决航天器编队飞行系统中存在通信时延、参数不确定的跟踪问题,并实现避免碰撞的控制目标,基于编队航天器的相对运动非线性动力学模型和势函数方法,对航天器编队飞行系统的自适应协同避碰控制方法进行了研究.首先,在全状态反馈控制的情况下,提出了一种对通信时延和参数不确定具有鲁棒性的自适应协同避碰控制律;其次,进一步考虑速度信息不可测量的情况,通过引入一种新型滤波器设计了无速度测量的自适应协同避碰控制律,使得编队航天器实现对期望轨迹的跟踪,同时能够保证航天器编队飞行系统中航天器在安全区域飞行,避免发生相互碰撞.最后,针对全状态反馈和无速度测量反馈的情况分别分析了航天器编队飞行闭环系统的Lyapunov稳定性,显著增强了闭环系统对通信时延和参数不确定的鲁棒性.结果表明,所设计的两种自适应协同避碰控制律可以有效地保证编队飞行航天器对期望轨迹的跟踪,且系统可以实现避免碰撞的编队飞行任务. 

【文章来源】：哈尔滨工业大学学报. 2020,52(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

编队航天器飞行系统坐标系

在全状态反馈自适应协同避碰控制律(8)～(10)的作用下,图2、3分别为航天器编队相对位置误差曲线和相对速度误差曲线.由图2、3可以看出,在跟踪到期望位置的过程中,编队航天器相对于参考航天器速度收敛于零附近,同时编队航天器相对距离在100 s后基本保持不变,在任意时刻相对距离均不小于c=10 m,避免碰撞的发生.图3 全状态反馈相对速度误差曲线

图2 全状态反馈相对位置误差曲线其次,设置无速度测量自适应协同避碰控制律(15)～(16)中的参数如下:β=1,ξi=0.1通信拓扑图为无向图,则aij=0.3,反之aij=0.

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3483608