多航天器分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)控制問題研究.pdf

1、航天器編隊飛行是當(dāng)前航天領(lǐng)域的一個研究熱點,具有廣闊的應(yīng)用空間。姿態(tài)協(xié)調(diào)控制是編隊飛行的一個重要課題,它在不同的任務(wù)中有著重要的應(yīng)用價值,引起了國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文在總結(jié)現(xiàn)有結(jié)果的基礎(chǔ)上，從理論方面對多航天器分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)控制中的一些實際問題進(jìn)行了深入的研究,主要完成了以下幾方面的工作:
　　多航天器分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)控制?；贚yapunov穩(wěn)定性理論和代數(shù)圖論,在無向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下,設(shè)計了分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)跟蹤算法,能夠?qū)崿F(xiàn)航天

2、器姿態(tài)跟蹤和同步。當(dāng)通信時延存在時,給出了分布式姿態(tài)一致性算法,分別在無向和有向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下,實現(xiàn)了是否為零最終姿態(tài)角速度的姿態(tài)同步,保證了閉環(huán)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性。考慮有限時間控制,在無向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下給出了兩種分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)控制律,能夠保證閉環(huán)系統(tǒng)有限時間穩(wěn)定。
　　輸入受限的多航天器分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)控制。通過引入有界函數(shù),在無向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下分別設(shè)計了輸入受限的分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)跟蹤和一致性算法。在研究一致性問題時,通過引入輔助變量,設(shè)計了改進(jìn)

3、的輸入受限姿態(tài)一致性算法,使得航天器控制力矩的界不依賴于相鄰航天器的數(shù)量。針對通信時延存在情況,設(shè)計了輸入受限的多航天器分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)控制算法。可以證明通信時延存在時所設(shè)計的控制算法能實現(xiàn)航天器的姿態(tài)同步。
　　多航天器分布式輸出反饋姿態(tài)協(xié)調(diào)控制?？紤]在絕對角速度和相對角速度不可測時,在無向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下,首先設(shè)計了多航天器分布式輸出反饋姿態(tài)協(xié)調(diào)控制算法,保證了閉環(huán)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性。當(dāng)輸入受限時,設(shè)計了分布式輸出反饋姿態(tài)協(xié)調(diào)控制算法,

4、只要控制參數(shù)滿足一定條件,可以實現(xiàn)輸入受限,并且需要的條件不依賴于相鄰航天器的數(shù)量?；谟邢迺r間控制技術(shù),研究了多航天器分布式輸出反饋姿態(tài)協(xié)調(diào)控制問題,保證了閉環(huán)系統(tǒng)的有限時間穩(wěn)定性。
　　具有未知不確定性的多航天器分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)控制。研究了多航天器分布式有限時間姿態(tài)協(xié)調(diào)控制問題,考慮外部有界干擾,在無向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下設(shè)計了分布式姿態(tài)一致性算法,在有向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下設(shè)計了分布式姿態(tài)協(xié)調(diào)跟蹤算法,保證了閉環(huán)系統(tǒng)的有限時間穩(wěn)定性。考慮固定時延