航天飞行动力学技术重点实验室开放基金(2012afdl022)
- 作品数：5 被引量：30H指数：5
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- 空间绳系机器人逼近目标协调控制方法被引量：8
- 2013年
- 为了节省空间绳系机器人的末端执行装置在逼近目标卫星过程中推力器所使用的燃料,本文提出一种利用推力器、反作用轮及空间系绳的协调控制方法。首先利用二次型最优控制器(LQR)算法计算出末端执行装置逼近目标所需的理想轨道控制力,然后利用模拟退火算法将所需轨道控制力优化分配到推力器及空间系绳,同时利用时间延迟算法通过反作用轮补偿空间系绳产生的姿态干扰力矩。仿真结果表明,利用该协调控制方法能显著节省末端执行装置上推力器的燃料消耗,有效抑制空间系绳协调控制力产生的姿态干扰,使末端执行装置保持相对稳定的姿态。
- 徐秀栋黄攀峰孟中杰
- 关键词：空间绳系机器人协调控制模拟退火
- 基于速度增量的空间绳系机器人中距离逼近过程最优轨迹规划被引量：8
- 2012年
- 针对空间绳系机器人中距离逼近过程最优轨迹规划问题,提出了基于速度增量的多目标逼近轨迹优化方法,优化指标为总速度增量及逼近时间。首先建立逼近过程相对动力学模型及最优逼近轨迹优化模型,然后利用改进型非劣分类遗传算法得到相对逼近距离1.5km内逼近轨迹的Pareto最优解。仿真结果表明,该方法可以揭示空间绳系机器人逼近距离1.5km内逼近时间、燃料消耗、相对目标的面内视界角及速度增量次数之间的相互关系,能满足针对不同任务需求提供相应最优轨迹的要求。
- 徐秀栋黄攀峰孟中杰王东科
- 关键词：空间绳系机器人遗传算法PARETO最优解
- 空间绳系机器人抓捕后复合体姿态协调控制被引量：11
- 2013年
- 针对空间绳系机器人对目标抓捕后的复合体姿态稳定控制问题进行了研究。首先,对复合体进行动力学建模,并对其动力学特性进行了分析;然后,考虑复合体的特点、空间绳系机器人燃料有限以及自身姿态控制力的限制,分别设计了系绳主动拉力与推力器推力协调控制器和基于滑模变结构的全推力控制器,并设计了其切换条件,利用两种控制器切换对姿态进行稳定控制;最后,利用仿真实验验证了所提方法的正确性。仿真结果表明,系绳拉力和推力器协调控制方法能够实现对姿态的稳定控制,并且有效地节省姿态控制过程中的燃料消耗。
- 王东科黄攀峰孟中杰蔡佳
- 关键词：空间绳系机器人协调控制滑模控制
- 空间绳系机器人目标逼近姿态协调控制被引量：5
- 2014年
- 针对空间绳系机器人对目标逼近过程中的姿态协调控制问题,设计了一种基于可移动系绳点的姿态协调控制机构,利用系绳实现姿态的协调控制。针对该类型空间绳系机器人,进行动力学建模,并对其动力学特性进行了分析。为了克服利用系绳拉力进行姿态协调控制过程中,拉力波动对姿态控制的影响,采用具有较强鲁棒性的滑模变结构方法设计了姿态协调控制器。可移动系绳点的姿态协调控制机构提供空间绳系机器人两个方向的姿态控制力矩,另一个方向的控制力矩通过空间绳系机器人自身提供,从而实现逼近过程中姿态协调控制。仿真结果表明,通过可移动系绳点的姿态协调控制机构,利用系绳拉力可实现空间绳系机器人目标逼近过程中的姿态控制,并且达到节省姿态控制燃料消耗的目的。
- 王东科黄攀峰孟中杰徐秀栋
- 关键词：空间绳系机器人协调控制
- 空间绳系机器人逼近过程的位姿一体化控制被引量：8
- 2013年
- 逼近过程的协调控制一直是空间绳系机器人系统研究的重点,为了弥补传统方法在控制精度和工质消耗等方面的不足,首先,基于Hamilton原理建立了一种考虑系绳分布质量和作用在系绳上分布力的新型位姿耦合动力学模型;然后,使用hp自适应伪谱算法求解了逼近过程中最省工质的轨迹和与之对应的理想输入;最后,通过PD控制器对系统真实状态进行调节使其跟踪上规划的理想轨迹,从而实现了对空间绳系机器人系统位置和姿态的闭环一体化控制。仿真结果表明:在存在0.1m初始长度偏差和5°初始角度偏差的情况下,设计的控制系统能够实现对空间绳系机器人逼近过程的有效控制;与传统模型相比,新型位姿耦合模型能够显著提高系统的控制精度;与位姿分离控制方式相比,一体化控制方式不仅能够避免产生过大的姿态扰动力矩,而且能够大幅减少系统的工质消耗。
- 胡仄虹黄攀峰孟中杰马骏
- 关键词：HAMILTON原理PD控制器
