衛(wèi)星編隊(duì)協(xié)調(diào)控制的3D實(shí)時(shí)仿真.pdf

1、衛(wèi)星編隊(duì)已經(jīng)成為了新一代的航天領(lǐng)域研究重點(diǎn)。衛(wèi)星編隊(duì)與單個(gè)衛(wèi)星相比，可以完成更加復(fù)雜的任務(wù)，但需要的成本更低，并且可靠性更高。近年來(lái)隨著多智能體控制算法的研究深入，基于一致性算法的分布式協(xié)調(diào)控制在衛(wèi)星編隊(duì)隊(duì)形控制中有著巨大的應(yīng)用前景。但是由于衛(wèi)星編隊(duì)的數(shù)學(xué)模型具有非線(xiàn)性特性，并且存在不確定因素和約束條件，在應(yīng)用方面存在一定的難度。本論文提出的衛(wèi)星編隊(duì)協(xié)調(diào)控制算法，可以減少計(jì)算量并實(shí)現(xiàn)隊(duì)形保持控制。
　　首先介紹論文的相關(guān)理論知識(shí)。

2、先介紹了衛(wèi)星編隊(duì)的數(shù)學(xué)模型；再介紹了一致性分析中常用的圖論知識(shí)，以及常用的一致性算法；最后針對(duì)參考星位于圓軌道時(shí)，設(shè)計(jì)了常見(jiàn)的編隊(duì)飛行隊(duì)形。
　　其次針對(duì)衛(wèi)星編隊(duì)的隊(duì)形保持控制，設(shè)計(jì)了兩種集中式控制器：線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制器和基于Lyapunov勢(shì)函數(shù)的控制器，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　再次基于一致性理論，采用分布式控制結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了三種隊(duì)形協(xié)調(diào)控制算法。本論文提出的全狀態(tài)反饋隊(duì)形協(xié)調(diào)控制器中包含有協(xié)調(diào)一致性條件，可以實(shí)現(xiàn)在隊(duì)形機(jī)動(dòng)

3、過(guò)程中的隊(duì)形保持。在此基礎(chǔ)上，提出了無(wú)速度反饋隊(duì)形協(xié)調(diào)控制器。并且為了減少計(jì)算量，結(jié)合領(lǐng)航者算法，提出了領(lǐng)航者協(xié)調(diào)控制算法，可以完成衛(wèi)星編隊(duì)的隊(duì)形保持和重構(gòu)，并進(jìn)行了實(shí)例仿真。
　　由于衛(wèi)星是一種昂貴的科研設(shè)備，直接在衛(wèi)星上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)很少，并且在前期研發(fā)中需要不斷的測(cè)試、調(diào)整控制器參數(shù)，因此衛(wèi)星的仿真就顯得尤為重要了。本論文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于Web的衛(wèi)星3D實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)，可以解決衛(wèi)星算法仿真中的實(shí)時(shí)性問(wèn)題和3D效果問(wèn)題，并且以三顆