黄静
- 作品数：10 被引量：41H指数：4
- 供职机构：哈尔滨工业大学航天学院控制科学与工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学更多>>
- 基于广义逆的欠驱动航天器姿态机动控制被引量：9
- 2013年
- 针对欠驱动刚体航天器机动控制问题,应用广义逆方法设计了姿态机动控制器.首先将三轴稳定欠驱动航天器动力学和运动学系统分解为三个子系统,应用微分几何理论将欠驱动航天器子系统转化为逐点线性形式,并设计了欠驱动航天器子系统渐近稳定控制器,进一步引入了动态尺度广义逆和摄动零控制向量,实现了对另外两轴的控制.设计的广义逆姿态控制器保证了整个系统的渐近稳定性,达到了控制要求.数值仿真实验结果表明了所设计控制律的有效性.
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- 关键词：航天器欠驱动系统
- 欠驱动直连式三体绳系卫星非线性姿态跟踪控制被引量：3
- 2015年
- 针对存在外部有界干扰和控制饱和的欠驱动直连式三体旋转绳系卫星系统姿态跟踪控制问题,提出了一种分布式非线性控制方法。首先考虑单体欠驱动绳系卫星姿态模型,由于其复杂的非完整动力学特性,应用微分同胚映射的方法先将模型进行转换,进一步基于反步法设计了欠驱动姿态跟踪滑模控制器,并结合抗饱和方法解决了控制受限的问题。然后应用Lyapunov稳定性定理证明了其闭环系统的一致最终有界性。进一步考虑绳系卫星系统的运动同步性,将欠驱动单体绳系卫星姿态控制器设计扩展至直连式三体绳系卫星姿态系统,设计了分布式欠驱动非线性控制器。最后进行了数学仿真,验证了本文所设计控制方法的有效性。
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- 关键词：绳系卫星欠驱动系统鲁棒控制
- 考虑状态约束的二体旋转库仑卫星系统重构控制被引量：5
- 2015年
- 研究考虑控制输入饱和与状态约束的深空旋转二体库仑卫星构型控制问题,只采用卫星之间的库仑力作为控制力,提出一种基于反步法的非线性控制方法。首先推导了二体库仑卫星在地—月系平动点附近的相对运动方程,利用旋转二体库仑卫星的特性,对方程进行了简化。为了完成禁止相对运动区域的回避,设计了新的状态限制辅助函数,结合抗饱和方法与反步法得到了二体库仑卫星的构型控制器。接着证明了由于状态限制辅助函数的加入,所设计的控制器可以保证卫星相对运动不超出限制范围。进一步应用Lyapunov稳定性定理证明了其闭环系统的一致最终有界性。最后在Matlab/Simulink平台上进行了仿真校验,结果表明了方法的有效性。
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- 关键词：卫星编队反步控制库仑力
- 关于泛函求极值的一点思考
- 2009年
- 在最优控制中,求解一类端点固定的泛函极值问题,通常可以归结为固定端点条件下欧拉方程的求解。但有时如果盲目地通过这种方式求解,不一定能得出正确的最优轨线和相应的极值,说明最优轨线不是连续可微的。此时应该利用角点条件继续完成求解。本文将通过一个例子加以说明。
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- 关键词：最优控制泛函极值
- 应用SGCMG的卫星姿态快速机动控制被引量：13
- 2011年
- 针对存在外界干扰的情况下使用单框架控制力矩陀螺(SGCMG)作为执行机构的卫星姿态大角度快速机动控制问题,设计了以Legendre伪光谱算法和滑模控制方法相结合的控制策略。采用能量与时间相结合的最优性能指标,应用Legendre伪光谱算法将最优控制问题转化成非线性规划问题,求解出能量和时间综合最优姿态机动轨迹。以该规划轨迹中的卫星姿态四元数和角速度信息为跟踪期望值,采用滑模变结构控制方法对其进行精确跟踪。该控制方法不仅实现了卫星姿态的快速控制,而且可以有效避免SGCMG陷入奇异状态。
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- 关键词：控制力矩陀螺路径规划滑模
- 直连式三体绳系卫星姿态鲁棒最优跟踪控制被引量：6
- 2012年
- 针对存在参数不确定性以及外部有界干扰的直连式三体旋转绳系卫星系统姿态跟踪控制问题,提出了一种分布式鲁棒最优控制方法。该方法首先针对单体绳系卫星姿态模型,在不考虑参数不确定性和干扰的条件下,应用Ham-ilton-Jacobi-Bellman方程设计了最优控制器;接着,考虑到实际系统存在参数不确定性和干扰,采用自适应与鲁棒误差积分方法在线学习参数不确定性和有界干扰,与最优控制器结合设计了鲁棒最优控制器,使闭环系统满足了性能指标达到最小的要求,并应用Lyapunov稳定性定理证明了其闭环系统的渐近稳定性。进一步考虑到绳系卫星系统的运动同步性,将单体绳系卫星姿态控制器设计扩展至直连式三体绳系卫星姿态系统,设计了分布式鲁棒最优控制器。最后在MATLAB/Simulink平台上进行了仿真,验证了方法的可行性与有效性,表明其具有潜在的应用前景。
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- 关键词：绳系卫星鲁棒控制最优控制
- 基于Gauss伪光谱算法的航天器姿态快速机动控制
- 研究了航天器姿态大角度机动的时间优化控制问题,目标是使航天器的姿态角和角速度快速的达到目标。本文提出一种基于Gauss伪光谱算法的实时闭环控制方法,分成两步:1)应用Gauss伪光谱算法将最优控制问题转化成非线性规划问题...
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- 关键词：自适应滑模控制
- 文献传递
- 含不确定性的绳系卫星姿态的鲁棒最优控制被引量：4
- 2012年
- 针对绳长变化的旋转二体绳系卫星姿态跟踪控制问题,提出了一种分布式鲁棒最优控制方法。首先针对单体绳系卫星姿态模型,在假设模型精确和不存在干扰的条件下,设计基于Hamilton-Jacobi-Bellman方程的最优控制器;进一步考虑到实际系统存在参数不确定性和干扰,采用自适应方法和鲁棒误差积分方法隐式学习参数不确定性和有界干扰,与最优控制器结合设计鲁棒最优控制器,并应用Lyapunov稳定性定理证明其闭环系统的渐近稳定性。其次,根据绳系卫星系统的运动同步性,将单体绳系卫星姿态控制器设计扩展至二体绳系卫星系统,设计二体绳系卫星姿态系统的分布式鲁棒最优控制器。最后在Matlab/Simulink平台上进行仿真验证,结果表明了所设计控制器的可行性与有效性。
- 黄静刘刚马广富
- 关键词：绳系卫星不确定性鲁棒最优控制自适应控制
- 应用配点法的太阳帆CRTBP周期轨道设计
- 2013年
- 针对太阳帆航天器在圆形限制性三体问题(CRTBP)中人工拉格朗日点附近周期轨道的设计问题,首先分析了CRTBP中太阳帆人工拉格朗日点的存在条件和分布,然后针对大多数人工拉格朗日点附近周期轨道信息难以获取的特点,采用高阶全局配点法将原非线性方程求解问题转化为非线性规划问题,并最终得到周期轨道的近似解.运算结果表明通过该方法可以得到三维空间中人工拉格朗日点附近周期轨道,且对初始猜测值依赖程度不高,为太阳帆在高精度模型中的周期轨道设计奠定了基础.
- 刘刚马广富黄静
- 关键词：太阳帆配点法
- 欠驱动航天器姿态调节滑模控制被引量：4
- 2012年
- 针对欠驱动航天器的姿态调节问题,设计了基于滑模变结构控制方法的控制器.给出基于四元数的三轴稳定欠驱动航天器动力学模型和运动学模型,在此基础上首先利用广义逆和二阶滑模趋近律设计了航天器欠驱动轴的姿态调节控制律,给出了欠驱动轴控制器所具有的一般形式,分析了控制器的可实现性,并引入微小摄动量以保证控制器解的存在,在保证欠驱动轴稳定的情况下,又设计了一阶滑模趋近律控制器实现可控轴的调节,最后证明了该控制方法在干扰作用下是有界稳定的,并进行了数值仿真,验证了所推导控制律对欠驱动航天器姿态调节控制的有效性.
- 马广富刘刚黄静
- 关键词：欠驱动航天器滑模控制广义逆
