捕获目标后组合体航天器抗干扰自适应控制

doi:10.3780/j.issn.1000-758X.2015.06.003

中国空间科学技术 ›› 2015, Vol. 35 ›› Issue (6): 20-.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2015.06.003

捕获目标后组合体航天器抗干扰自适应控制

王益平, 赵育善, 师鹏, 郑翰清

（1北京航空航天大学宇航学院，北京100191）〓（2上海航天控制技术研究所，上海200233）

收稿日期:2015-05-08 修回日期:2015-06-08 出版日期:2015-12-25 发布日期:2015-12-25
作者简介:王益平 1991年生，2013年毕业于北京航空航天大学宇航学院飞行器设计专业，现为北京航空航天大学宇航学院航空宇航科学与技术专业硕士研究生。研究方向为航天器动力学与控制。
基金资助:
国家自然科学基金（11102007），国家基本科研业务费（YWF14YHXY012）资助项目

AdaptiveControlforStabilizingtheCouplingSystemwithDisturbanceafterCapturingSpacecraft

WANG Yi-Ping, ZHAO Yu-Shan, SHI Peng, ZHENG Han-Qing

(1SchoolofAstronautics,BeihangUniversity,Beijing100191)
(2ShanghaiAerospaceControlTechnologyInstitute,Shanghai200233)

Received:2015-05-08 Revised:2015-06-08 Published:2015-12-25 Online:2015-12-25

摘要/Abstract

摘要： 针对空间机器人系统捕获非合作目标后由于质量特性参数和动量突变影响导致的组合体系统失稳问题，提出了一种基于系统动力学模型的抗干扰自适应控制方法。利用拉格朗日方法对系统进行动力学建模，通过冲击动力学建模分析得到了捕获目标后组合体系统的初始状态；基于系统动力学模型设计了线性反馈控制方法，考虑组合体质量特性参数不确定性以及外在干扰不确定性，对组合体系统动力学模型进行了不确定参数线性化，设计了参数自适应线性反馈控制方法；最后以平面三关节机械臂系统捕获旋转目标为例进行了仿真计算。组合体系统的运动状态量趋于期望值，速度级状态变量误差量级控制在10-4以下，位置级状态变量误差量级控制在10-3以下，说明该控制方法可以很好地保持捕获目标后组合体系统的稳定。

关键词: 组合体系统, 冲击动力学, 干扰, 线性化, 自适应控制, 在轨捕获, 空间机械臂

Abstract: Anadaptivecontrolbasedondynamicsmodelforstabilizingthecouplingsystemwasproposed，forthecouplingsystemmaybeunstableduetothechangeinmasscharacteristicsandmomentumofthecouplingsystem.Thedynamicsofsystemwasmodelledandthevelocitiesofcouplingsystemwerederivedfromtheimpactmodel.Basedonthedynamicmodeldeveloped,thelinearfeedbackcontrollerwasdesigned.Becauseoftheuncertaintyonthedynamicparametersanddisturbance,thedynamicmodelwaslinearlyparametricwithrespecttoagroupofunknowndynamicparametersandunknowndisturbance.Then,theadaptivelinearfeedbackcontrollerwasdesigned.UsingathreeDOFplanarspacemanipulator,thenumericalsimulationwascarriedout.Thesimulationresultsconfirmthecontrollerisfeasibleandeffective.

Key words: Couplingsystem, ImpactdynamicsDisturbanceLinearization;Adaptivecontrol;InorbitcaptureSpacemanipulator

王益平, 赵育善, 师鹏, 郑翰清. 捕获目标后组合体航天器抗干扰自适应控制[J]. 中国空间科学技术, 2015, 35(6): 20-.

WANG Yi-Ping, ZHAO Yu-Shan, SHI Peng, ZHENG Han-Qing. AdaptiveControlforStabilizingtheCouplingSystemwithDisturbanceafterCapturingSpacecraft[J]. Chinese Space Science and Technology, 2015, 35(6): 20-.

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[1]	王杰, 余晔, 张涛. GEO轨道太阳帆热致干扰力矩分析[J]. 中国空间科学技术, 2024, 44(3): 167-173.
[2]	彭菲, 刘慧梁, 孙茜, 楚尧, 鲍晓月, 江帆, 张馨予. 非静止轨道星座系统级干扰评估研究[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(5): 46-55.
[3]	梁薇, 黎军, 李静玲, 崔涛, 魏佳圆, 张怡. 一种基于链路状态的舱内环境自适应干扰消除算法[J]. 中国空间科学技术, 2023, 43(2): 128-134.
[4]	高卫斌, 张瀚青, 石云墀. 遥感卫星多路数据传输系统同频共用方法[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(4): 54-60.
[5]	戚毅凡, 贾英宏, 赵宝山, 钟睿, 洪闻青. 基于改进神经网络的空间机械臂阻抗控制方法[J]. 中国空间科学技术, 2022, 42(2): 82-90.
[6]	信思博, 赵训友, 郑艺裕, 李绿萍. 深空探测器在轨推力器参数辨识方法[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(6): 72-78.
[7]	王磊, 郑军, 贺川, 闫雪飞. 高通量多波束通信卫星系统资源分配方法[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(5): 85-94.
[8]	张艾, 林喆, 李婧, 李寅龙. 空间相机匀速扫描干扰补偿控制方法[J]. 中国空间科学技术, 2021, 41(2): 125-132.
[9]	李明群，雷拥军，牟小刚. 具有载荷扰动抑制的卫星姿态控制方法及验证[J]. 中国空间科学技术, 2019, 39(1): 73-.
[10]	王逍, 师鹏, 温昶煊, 赵育善. 对失效卫星特征点的自适应位姿跟踪控制[J]. 中国空间科学技术, 2018, 38(1): 8-17.
[11]	余光学, 程兴, 杨云飞. RLV再入神经网络自适应姿态控制器设计[J]. 中国空间科学技术, 2018, 38(1): 36-43.
[12]	倪天智, 杨宝玉. 空间制冷机压缩机自适应主动振动控制方法[J]. 中国空间科学技术, 2017, 37(4): 63-68.
[13]	古青波, 李昂, 赵会光. 空间双柔性机械臂刚-柔耦合建模及定标误差分析[J]. 中国空间科学技术, 2017, 37(1): 33-40.
[14]	张建立, 杨祖芳, 潘伟, 郑建生. 北斗和GPS双模接收机干扰抑制算法的设计与实现[J]. 中国空间科学技术, 2017, 37(1): 117-123.
[15]	王金昌, 闫波, 张佳, 李成祥, 张耀磊. 基于虚拟样机的多星分离仿真分析[J]. 中国空间科学技术, 2016, 36(6): 70-76.

捕获目标后组合体航天器抗干扰自适应控制

AdaptiveControlforStabilizingtheCouplingSystemwithDisturbanceafterCapturingSpacecraft

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