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电磁航天器编队位置跟踪自适应协同控制

连克非 董云峰

连克非, 董云峰. 电磁航天器编队位置跟踪自适应协同控制[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(10): 2154-2162. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0809
引用本文: 连克非, 董云峰. 电磁航天器编队位置跟踪自适应协同控制[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(10): 2154-2162. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0809
LIAN Kefei, DONG Yunfeng. Adaptive cooperative control for electromagnetic spacecraft formation flight position tracking[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(10): 2154-2162. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0809(in Chinese)
Citation: LIAN Kefei, DONG Yunfeng. Adaptive cooperative control for electromagnetic spacecraft formation flight position tracking[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(10): 2154-2162. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0809(in Chinese)

电磁航天器编队位置跟踪自适应协同控制

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0809
详细信息
    作者简介:

    连克非  男, 硕士研究生。主要研究方向:卫星编队控制

    董云峰  男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:航天器总体设计技术、航天器动力学与控制技术、飞行器动态模拟技术

    通讯作者:

    董云峰, E-mail: sinosat@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V412.4

Adaptive cooperative control for electromagnetic spacecraft formation flight position tracking

More Information
  • 摘要:

    通过引入一致性理论针对电磁航天器编队相对位置协同控制问题设计了自适应协同控制器。分析了电磁航天器编队的基本原理,建立了电磁航天器编队相对运动精确的非线性动力学方程。基于电磁力远场计算模型的不确定性,对相对运动动力学模型进行了修正。在电磁力计算模型不确定和航天器间存在通信时延的条件下,对位置跟踪控制的目标设计了自适应协同控制器。考虑到电磁航天器磁矩产生能力的不同,给出了通过优化进行磁矩分配的方案。通过仿真表明:所设计的自适应协同控制器不仅实现了对期望轨迹的准确跟踪,而且相比人工势函数法,暂态维持编队构型的能力提高了4.9倍,并且所给出的磁矩分配方案实现了磁矩的合理分配。

     

  • 图 1  编队卫星相对运动轨迹

    Figure 1.  Relative motion trajectories of formation satellites

    图 2  相对位置跟踪误差曲线(ηi>0)

    Figure 2.  Curves of relative position tracking errors (ηi > 0)

    图 3  相对速度跟踪误差曲线

    Figure 3.  Curves of relative velocity tracking errors

    图 4  电磁控制力曲线

    Figure 4.  Curves of electromagnetic control force

    图 5  控制磁矩曲线

    Figure 5.  Curves of control magnetic moments

    图 6  修正系数变化曲线

    Figure 6.  Curves of adjustment coefficients

    图 7  相对位置跟踪误差曲线(ηi=0)

    Figure 7.  Curves of relative position tracking errors (ηi=0)

    图 8  编队暂态构型维持误差曲线

    Figure 8.  Curves of formation instantaneous configuration position keeping error

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-18
  • 录用日期:  2016-12-23
  • 刊出日期:  2017-10-20

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