基于Legendre伪谱法的3D刚体摆姿态轨迹跟踪控制

发布时间：2018-11-16 17:42

【摘要】：研究3D刚体摆在有初始扰动情况下的姿态运动最优控制问题。结合3D刚体摆转动的姿态与角速度特点,针对外部扰动设计闭环反馈姿态跟踪控制器。首先,利用Legendre伪谱法规划出3D刚体摆开环的姿态运动轨迹。然后,将系统的运动方程线性化,并以3D刚体摆的实际运动姿态轨迹与参考运动姿态轨迹之间的差值作为控制量,将姿态跟踪问题转换为线性时变系统的姿态调节问题。最后,对基于Legendre伪谱法的3D刚体摆姿态最优控制的闭环控制方法进行仿真分析,验证在具有初始扰动情况下算法的有效性。
[Abstract]:The optimal attitude control problem of 3D rigid body pendulum with initial disturbance is studied. A closed-loop feedback attitude tracking controller for external disturbances is designed based on the attitude and angular velocity characteristics of 3D rigid body pendulum rotation. Firstly, the attitude trajectory of 3D rigid body pendulum ring is drawn by Legendre pseudospectral rule. Then, the motion equation of the system is linearized, and the difference between the actual motion attitude trajectory of 3D rigid body pendulum and the reference motion attitude trajectory is taken as the control quantity, and the attitude tracking problem is transformed into the attitude adjustment problem of the linear time-varying system. Finally, the closed-loop control method of 3D rigid body pendulum attitude optimal control based on Legendre pseudospectral method is simulated and analyzed to verify the effectiveness of the algorithm under the condition of initial disturbance.
【作者单位】： 北京信息科技大学理学院;
【基金】：国家自然科学基金(11472058)资助
【分类号】：O314

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本文编号：2336187