基于對偶四元數(shù)的航天器相對位姿耦合自適應(yīng)控制.pdf

1、隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，航天器在軌服務(wù)技術(shù)逐漸向無人自主在軌服務(wù)這一方向發(fā)展，而航天器相對位置和姿態(tài)的耦合控制是實(shí)現(xiàn)在軌服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)。本文針對服務(wù)航天器對目標(biāo)航天器進(jìn)行近距離操作時(shí)的相對位姿耦合控制問題，研究了一體化的動(dòng)力學(xué)建模方法以及相應(yīng)的相對位置和姿態(tài)的耦合控制算法。論文的主要內(nèi)容如下：
　　研究了基于對偶四元數(shù)描述航天器運(yùn)動(dòng)的方法，說明了該描述方法對應(yīng)的物理意義?；趯ε妓脑獢?shù)這一數(shù)學(xué)理論工具，建立了基于對偶四元數(shù)的航

2、天器相對位姿耦合動(dòng)力學(xué)模型。
　　針對一些控制理論在推導(dǎo)時(shí)普遍采用矩陣運(yùn)算形式的情況，通過取對偶四元數(shù)矢量部分為系統(tǒng)狀態(tài)，建立了矩陣乘法表示的系統(tǒng)方程。采用此系統(tǒng)方程，基于非線性系統(tǒng)理論中的反步設(shè)計(jì)法和模型參考自適應(yīng)控制理論設(shè)計(jì)了自適應(yīng)Backstepping控制器。為了與其進(jìn)行對比，采用基于對偶四元數(shù)建模所得到的系統(tǒng)方程設(shè)計(jì)了包含可建模攝動(dòng)力、干擾力矩和非線性耦合項(xiàng)前饋的位姿一體化PD控制器。通過理論分析說明了自適應(yīng) Backs