過驅(qū)動航天器推力器動態(tài)分配方法.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、推力器在航天器軌道和姿態(tài)控制中具有重要作用,為確保航天器在軌可靠運行,傳統(tǒng)設(shè)計模式通常是采用冗余推力器的推進系統(tǒng),在控制過程中如何將期望的控制指令分配到冗余的、推力受限的各推力器是航天器控制系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮的重要問題之一。動態(tài)控制分配方法能夠在執(zhí)行機構(gòu)存在冗余的條件下,實現(xiàn)某一優(yōu)化準則或約束下的優(yōu)化分配,為冗余配置推力器動態(tài)分配問題提供了一條可行技術(shù)途徑。本論文圍繞基于動態(tài)控制分配的航天器推力分配問題展開研究,取得了如下創(chuàng)新性研究成果

2、:
  針對推力器的工作特點,建立了推力分配問題的數(shù)學模型,在此基礎(chǔ)上提出了一種適用于航天器推力分配的修正偽擬法。該方法首先利用偽逆法求解推力分配問題模型,給出推力器分配的初解;然后采用通過計算零空間向量及其修正參數(shù)實現(xiàn)對不滿足推力器約束的初解修正,最終給出滿足約束要求的推力器分配結(jié)果。最后,通過數(shù)學仿真驗證了算法的可行性與有效性。由于該方法是一個代數(shù)求解過程,因此具有較高的計算效率,適合航天器在軌應(yīng)用。
  針對基于推力器

3、的軌道姿態(tài)一體化控制模式,將修正偽逆法用于軌道姿態(tài)一體化控制的期望控制力/力矩的動態(tài)分配,有效降低了控制任務(wù)的燃料消耗。為進一步降低燃料消耗,提出了軌控優(yōu)先的控制模式,即首先對軌控力指令進行推力分配,由于推力器冗余配置,因此得到具有若干可行解的可行解集,然后在此可行解集中尋找能夠生成盡可能接近期望姿控力矩的最優(yōu)解,姿控力矩不足部分可由反作用飛輪等不消耗燃料的執(zhí)行機構(gòu)完成。建立了軌控優(yōu)先的軌道姿態(tài)一體化控制推力分配的數(shù)學模型,給出了求解該

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