基于数据驱动的非合作目标组合体航天器姿态控制

发布时间：2021-12-22 20:10

　　为了增加航天器的在轨服务时间、提高性能、进行交会对接等空间任务,在轨维修和在轨加注等空间在轨服务技术也成为了研究的重点。在各国之间太空力量竞争以及在轨维护的过程,难免会遇到需要抓捕非合作目标航天器的情况,非合作目标航天器的转动惯量等参数并不是精确已知的,那么当服务航天器抓捕非合作目标航天器形成组合体之后,如何对组合体航天器进行姿态稳定控制成为首要研究任务。由于组合体航天器姿态控制系统参数未知,因此,传统的姿态控制方法已无法满足控制要求。基于数据驱动的控制方法,不依赖于系统精确的数学模型,利用充分的系统输入输出数据即可得到满足要求的控制器。本文利用自适应动态规划方法分别基于非线性模型和线性模型设计了非合作目标组合体航天器姿态稳定控制器。首先利用不同描述方法和刚体动量矩定理建立了航天器姿态姿态控制系统的数学模型。最后分析了航天器在空间中不同情况下受到的干扰力矩。在第3章通过直接基于非合作目标组合体航天器姿态控制系统的非线性模型,结合非线性最优控制理论设计最优控制器。非线性最优控制理论中,HamiltonJacobi-Bellman（HJB）方程的求解十分困难,目前还没有求解HJB方程解析解... 

【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】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
        1.2.1 航天器参数在轨辨识技术在国内外研究现状
        1.2.2 组合体航天器姿态稳定技术国内外研究现状
    1.3 本文研究内容与各章节安排
第2章 航天器姿态控制系统的数学模型
    2.1 引言
    2.2 坐标系建立
    2.3 非合作目标组合体航天器姿态动力学模型
        2.3.1 航天器姿态描述方式
        2.3.2 航天器姿态运动学方程
        2.3.3 航天器姿态动力学方程
    2.4 外界干扰力矩分析
        2.4.1 地磁力矩
        2.4.2 太阳光压力矩
        2.4.3 重力梯度力矩
        2.4.4 气动力矩
    2.5 本章小结
第3章 非合作目标航天器姿态非线性控制器设计
    3.1 引言
    3.2 系统模型建立
    3.3 基于非线性模型的控制器设计
    3.4 仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 基于组合体线性化模型的姿态控制器设计
    4.1 引言
    4.2 系统模型建立及线性化
    4.3 基于线性模型的控制器设计
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3547014