航天器交会对接有限时间控制方法研究

发布时间：2025-01-04 01:45

　　空间交会对接是卫星、空间站等在轨航天器的重要空间活动,是载人航天任务的核心技术之一。为了改善交会对接航天器系统的鲁棒性和收敛性能,有限时间控制方法已经得到了广泛的关注和研究,但是在鲁棒连续性、抗饱和性以及降低控制阶次、实施物理仿真等方面仍存在很多有待研究的问题。因此本文以航天器交会对接控制为背景,围绕有限时间控制器设计问题及上述问题的解决策略进行了深入研究。论文的主要研究内容有如下几方面:首先,基于交会对接航天器的标准级联特性,在存在外部扰动的情况下,利用反步法研究了交会对接航天器连续有限时间姿态跟踪控制问题。基于边界层定理对自适应控制进行改进,设计了一种有限时间控制器。在此基础上,提出了一种全局有限时间稳定的改进型控制方法,该方法定义外部扰动的上界平方为被估计量,以此来解决在边界层内有限时间稳定性丢失问题。最后为了解决控制输入受限问题,基于双曲正切函数设计了一种考虑输入饱和的有限时间控制策略。上述三种控制器都是连续的,消除了抖振问题。其次,为改善系统的鲁棒性和收敛性能,在存在外部扰动的情况下,利用快速终端滑模对转动惯量未知的交会对接航天器进行研究,提出了鲁棒连续有限时间姿态跟踪控制方法...

【文章页数】：155 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1交会对接示意图

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本文编号：4022714