編隊(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)協(xié)同控制與輸入時(shí)延的補(bǔ)償方法研究.pdf

1、編隊(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)協(xié)同控制在合成孔徑雷達(dá)成像和空基干涉測(cè)量等任務(wù)中起著重要的作用，近年來(lái)備受關(guān)注。而由于模型不確定性、外界干擾及星間通訊延遲等不利因素的存在，編隊(duì)衛(wèi)星在實(shí)際應(yīng)用中難以得到滿意的協(xié)同控制性能。本文研究了編隊(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)協(xié)同控制理論和方法。論文主要內(nèi)容如下：
　　研究了主從模式下編隊(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)協(xié)同控制方法?；趥鹘y(tǒng)的單星姿態(tài)跟蹤控制方法，設(shè)計(jì)了編隊(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)協(xié)同控制器，并通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性理論分析了控制器的穩(wěn)定性?？?/p>

2、慮到模型不確定性及外界干擾對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)的影響，基于滑模控制思想設(shè)計(jì)了獨(dú)立于模型的魯棒姿態(tài)控制器，并根據(jù)Barbalat引理的一個(gè)推論證明了所提出控制器對(duì)相應(yīng)閉環(huán)系統(tǒng)的收斂性。
　　基于上述控制方法，研究了編隊(duì)衛(wèi)星行為方式的姿態(tài)協(xié)同控制方法。在傳統(tǒng)控制方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)引入相鄰衛(wèi)星姿態(tài)信息設(shè)計(jì)了姿態(tài)協(xié)同控制器，利用Lyapunov方法分析了編隊(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？紤]環(huán)境干擾力矩對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)的影響，在前述的魯棒姿態(tài)控制器中引入鄰近衛(wèi)星的姿態(tài)信

3、息設(shè)計(jì)了行為方式的姿態(tài)協(xié)同控制器，借助合適的Lyapunov函數(shù)及 Barbalat引理的推論證明了編隊(duì)系統(tǒng)閉環(huán)的穩(wěn)定性。
　　考慮了星間通訊時(shí)延的情況，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性擬合能力及預(yù)測(cè)能力，設(shè)計(jì)了輸入時(shí)延的補(bǔ)償器。針對(duì)輸入姿態(tài)信息規(guī)律不變的情況，應(yīng)用線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)了離線時(shí)延補(bǔ)償器。考慮到當(dāng)空間任務(wù)不同時(shí)，姿態(tài)運(yùn)動(dòng)規(guī)律也在變化?；谏鲜龅碾x線時(shí)延補(bǔ)償器，通過(guò)縮短樣本集、實(shí)時(shí)更新樣本和設(shè)定誤差閾值的方法設(shè)計(jì)了在線預(yù)測(cè)的時(shí)延補(bǔ)償