衛(wèi)星快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)的軌跡實(shí)時(shí)規(guī)劃與跟蹤控制方法.pdf

1、隨著航天科技的不斷發(fā)展，具有高觀測(cè)精度和高機(jī)動(dòng)性的敏捷衛(wèi)星成為了研究的熱門部分，本文針對(duì)敏捷衛(wèi)星面對(duì)突發(fā)狀況或接受突發(fā)任務(wù)時(shí)需要進(jìn)行快速的姿態(tài)機(jī)動(dòng)以及后續(xù)穩(wěn)定跟蹤的需要，對(duì)敏捷衛(wèi)星實(shí)時(shí)快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)問(wèn)題以及實(shí)現(xiàn)姿態(tài)跟蹤控制問(wèn)題進(jìn)行了研究，主要包括：
　　首先通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)滑模控制器和遞階飽和PID控制器的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合兩者的優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)了遞階飽和滑模控制器，該方法可以獲得繞歐拉軸快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)的軌跡，該控制器具有良好的收斂效果和魯棒性，并對(duì)轉(zhuǎn)

2、動(dòng)慣量的拉偏具有一定的適應(yīng)能力。該方法控制力矩并未處于完全飽和狀態(tài)，說(shuō)明獲得的機(jī)動(dòng)軌跡并不是時(shí)間最優(yōu)的結(jié)果。
　　針對(duì)控制力矩發(fā)揮不完全，機(jī)動(dòng)軌跡不是時(shí)間最優(yōu)的問(wèn)題，通過(guò)采用應(yīng)用于兩連桿機(jī)械臂系統(tǒng)的控制時(shí)間切換法求解基于時(shí)間最優(yōu)情況下的姿態(tài)機(jī)動(dòng)軌跡。該方法假定控制力矩一直處于飽和狀態(tài)，通過(guò)求解最佳的控制力矩切換時(shí)間進(jìn)而獲得最優(yōu)的機(jī)動(dòng)軌跡，由于該方法對(duì)初值選取要求較高，所以對(duì)前一部分的擬最優(yōu)結(jié)果進(jìn)行處理后作為初值，通過(guò)仿真驗(yàn)證該方法

3、可以快速獲得時(shí)間最優(yōu)條件下的姿態(tài)機(jī)動(dòng)軌跡，可以滿足在軌衛(wèi)星面對(duì)突發(fā)狀況，實(shí)時(shí)獲得最優(yōu)姿態(tài)機(jī)動(dòng)軌跡的任務(wù)需求。
　　針對(duì)敏捷衛(wèi)星在機(jī)動(dòng)中需要保持姿態(tài)穩(wěn)定的要求，同時(shí)保證收斂時(shí)間，設(shè)計(jì)一種非奇異快速終端滑?？刂破鳎瑫r(shí)為增強(qiáng)系統(tǒng)自適應(yīng)性及魯棒性，采用切比雪夫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，減小滑模變結(jié)構(gòu)帶來(lái)的抖振問(wèn)題。對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)添加開關(guān)控制用以切換自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和魯棒控制。通過(guò)仿真結(jié)果，該控制器可以很好的跟蹤前文獲得的最優(yōu)機(jī)動(dòng)軌跡，并具有很高的穩(wěn)定性和