导读:本文包含了相对姿态控制论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:姿态,航天器,终端,神经网络,步法,浮台,罗德。
相对姿态控制论文文献综述
姜立军,吴章鸿,潘绍辉,李哲林,熊志勇[1]（2018）在《基于相对姿态角控制的微型折迭电动车设计》一文中研究指出为解决城市通勤中最后一公里的问题,提出了一种使用智能手机接收操作意图,折迭操作更快捷,折迭后更方便携带、更节省收纳空间的微型电动车设计方案。对电动车进行了运动学建模,提出了基于相对姿态角的控制策略、基于互补滤波的姿态传感器数据整合方法、欧拉角跳变解决方法、误操作判定方法。最后结合Arduino和Android平台制作样机并测试。结果表明,通过横向和纵向的折迭能明显减少空间占用,基于相对姿态角的控制方法是可行的,这为微型电动车的控制设计提供了新的思路。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2018年06期）
董经纬[2]（2018）在《基于终端滑模的航天器交会相对位置和姿态控制研究》一文中研究指出随着人类探索和开发太空资源需求的日益增加,航天任务正朝着多样化和复杂化的方向发展。航天器交会作为各种航天任务,如型空间结构的组装、空间碎片清理、航天器在轨服务以及空间攻防等中的关键技术,有着十分重要的作用。而在航天器交会技术领域,航天器位置和姿态控制方案设计因其重要性一直是研究的热点问题。由于太空中存在着各种扰动,且航天器交会任务对位置和姿态的控制精度要求较高,再加上交会过程中可能发生的碰撞和执行机构障碍等问题,这些都给位置和姿态控制方案的设计带来了挑战。本文以航天器交会任务为背景,针对航天器位置和姿态控制方案设计问题,基于终端滑模技术分别设计了相应的控制方案。论文的主要研究内容如下:首先考虑航天器交会过程中相对位置和相对姿态运动的建模问题。对于航天器相对位置建模,采用T-H方程描述追踪航天器和目标航天器之间的相对位置运动模型;对于航天器相对姿态运动建模,利用四元数描述航天器的相对姿态。然后针对追踪航天器的位置控制问题,先是从收敛速度以及控制精度的角度考虑,采用非奇异终端滑模方法设计了位置跟踪控制器,并引入正弦函数避免控制器的奇异问题;进而将非奇异终端滑模拓展为固定时间终端滑模,提出了能够使航天器相对位置在固定时间内收敛到平衡点的控制算法;考虑交会过程中的避碰问题,将固定时间终端滑模趋近律与人工势函数相结合,设计了反馈控制算法。最后针对追踪航天器的姿态控制问题,考虑到固定时间终端滑模性能的优越性,基于固定时间终端滑模方法设计姿态跟踪控制器;对于执行机构故障以及干扰上界未知的情况,将固定时间终端滑模控制和自适应控制相结合设计姿态跟踪控制器;接着考虑抗退绕问题,引入包含四元数标量的辅助变量并构造积分终端滑模,设计姿态跟踪控制器。最后通过数值仿真验证上述控制算法的有效性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
安浩[3]（2018）在《空间交会对接相对运动姿态控制方法研究》一文中研究指出随着空间交会对接技术研究的不断深入,研究高精度、高稳定性的航天器相对运动姿态控制方法,对于完成空间交会对接任务起着至关重要的作用。本文以航天器交会对接为课题背景,针对交会对接相对运动姿态控制领域展开研究,提出了叁种可以使航天器相对姿态稳定的控制方法。首先,建立了存在干扰的航天器交会对接相对运动姿态控制模型,并对稳定性基础理论、精确鲁棒微分理论、粒子群参数寻优算法,以及滑模控制的基本设计思想作了介绍。然后,以非奇异快速终端滑模面(NFTSM)为基础,提出了叁种控制器的设计方案。动态滑模控制器将线性滑模和非奇异快速终端滑模结合,通过对符号函数进行积分处理来消除抖振,仿真表明该方法可以实现相对姿态控制稳定,但是仍然存在一定程度的抖振,并且设计过程表明该方法存在一定的局限性。在此基础上,提出了一种新的NFTSM,并设计了相应的控制器,仿真结果说明相比动态滑模控制器,该控制器可以取得更好的控制效果。考虑到上述两种控制器形式复杂,而航天器相对姿态控制系统是一个递阶系统,故采用Backstepping的方法,同时利用NFTSM能快速收敛的特点,设计了一种形式简单的控制器,并通过仿真实验证明该控制器的正确性以及优越性。最后,对本文提出的叁种控制器进行了综合比较分析。以参考评价指标作为标准,对叁种控制器的收敛速度、误差精度、抗干扰能力等做了对比分析,结果表明采用Backstepping与NFTSM结合的控制器具有最优的性能。同时指出,过分追求最优的参考评价指标,会导致系统收敛速度变慢,而适当提高该指标,可以得到更好的控制效果。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
黄成,王岩,陈兴林[4]（2016）在《基于气浮台的交会对接相对姿态和位置控制》一文中研究指出基于交会对接地面物理仿真系统对卫星交会对接中相对姿态和位置的控制问题进行研究,根据地面物理仿真系统的结构推导出描述系统姿态和位置运动的耦合六自由度动力学模型;基于此模型,在存在外部扰动的情况下,采用自适应快速非奇异终端滑模控制思想设计一种能够克服传统终端滑模控制奇异问题的鲁棒有限时间控制器。通过李雅普诺夫理论推导和仿真分析表明,该控制器在保证系统的有限时间稳定性和收敛性的同时能有效地抑制外部扰动。(本文来源于《系统工程与电子技术》期刊2016年12期）
安晓风[5]（2016）在《卫星相对姿态智能自适应控制及分布式仿真技术研究》一文中研究指出卫星相对姿态协同控制是编队飞行中的重要组成部分,本文对卫星编队飞行相对姿态控制方法和分布式仿真技术进行研究。在对单颗卫星姿态模型研究和结合现有科研成果的基础上,研究了卫星编队飞行的相对姿态建模方法和控制律设计方法。针对伴随航天器相对于参考航天器绕飞的条件建立了相对姿态动力学模型,研究了滑模变结构控制、反步法和基于RBF神经网络的自适应控制方法,为航天器编队飞行系统的分析以及相对姿态控制器设计提供了一定的理论依据。另外,针对数学仿真的局限性,设计并开发了由仿真计算机、嵌入式星载控制器、飞轮模拟器等组成的卫星相对姿态控制分布式仿真系统,为编队卫星姿态跟踪算法的仿真验证提供了有效的技术手段。主要研究成果和创新点如下:1)推导了卫星编队飞行的相对姿态动力学误差模型和相对姿态运动学误差模型,该模型描述了卫星编队飞行过程中伴随星本体坐标系相对主星本体坐标系的相对姿态运动情况。研究了编队卫星姿态跟踪情况下的协同控制和稳定性问题,在摄动力干扰存在的情况下,分别采用滑模变结构控制方法和反步法设计了全状态反馈的相对姿态控制律。2)在系统模型不准确的情况下,利用神经网络可以逼近任意复杂的非线性控制系统的特性,研究卫星相对姿态神经网络智能自适应控制算法。通过神经网络的训练学习,能够根据系统的可测状态准确的估计出系统的未知参数。采用滑模变结构与神经网络相结合的方法设计卫星编队飞行相对姿态RBF神经网络滑模控制律,利用神经网络的自学习能力,根据控制量和滑动面实时调节控制参数,在整个控制过程中取得到达速度、减弱系统抖振的平衡。3)设计了卫星编队相对姿态控制动态闭环仿真系统,该仿真系统由软硬件部件模拟器按真实卫星姿态控制系统组成,展示卫星姿态控制系统各部分的工作情况和相互协作关系。作为算法控制效果验证、器件信号的分析与调试、部件故障检测等多种工作的工具,为下一步半实物仿真实验打下坚实的基础。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-01-01）
彭智宏,穆京京,张力军,张士峰[6]（2013）在《基于对偶四元数的航天器相对位置和姿态耦合控制》一文中研究指出针对交会对接、在轨服务等航天任务中存在的轨道和姿态动力学耦合问题,突破传统的轨道姿态分而治之模式,利用对偶四元数建立了相对位置和姿态的一体化耦合动力学模型,并分析了模型中存在的轨道和姿态耦合影响。针对此强耦合、非线性系统,基于对偶四元数的李群结构设计了误差PD(Proportional Derivative,比例微分)控制律,采用Lyapunov(李雅普诺夫)方法分析了控制系统的稳定性,并指出其相比传统的轨道和姿态分别控制方法更有优势。仿真结果表明,该控制方法能够一体化控制航天器的相对位置和姿态,相对位置控制精度在0.01m以内,相对姿态控制精度在0.05°以内,这表明所设计的控制器有效可行。(本文来源于《飞行器测控学报》期刊2013年06期）
易航,卢伟[7]（2013）在《考虑姿态运动耦合的相对位置控制》一文中研究指出研究了在轨服务航天器自主逼近与捕获目标过程中相对位置的动力学建模与控制问题。首先,利用在轨服务航天器与目标航天器对接端口之间的相对运动代替常规的质心之间的相对运动描述方式,考虑姿态运动耦合,建立对接端口之间的相对位置动力学模型。然后,考虑姿态运动耦合对相对位置的影响,以及未知干扰和控制输出受限,设计具有姿态反馈的相对位置非线性控制律,以补偿姿态运动耦合作用,实现在轨服务航天器自主逼近与捕获目标的高精度相对位置控制。最后,分别对目标姿态处于稳态和失控两种情况进行数学仿真,验证了控制算法的有效性。(本文来源于《中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会会议论文集》期刊2013-11-01）
张海博,梅杰,马广富,朱志斌[8]（2013）在《多航天器相对轨道与姿态耦合分布式自适应协同控制》一文中研究指出基于一致性理论,在有向通讯拓扑结构下对多航天器系统相对轨道及姿态的耦合协同控制问题进行了研究.本文考虑近地航天器相对轨道的非线性方程以及用罗德里格参数描述的航天器姿态运动方程,建立了考虑控制输入耦合的六自由度航天器运动模型.在仅有部分跟随航天器可获取参考状态(记为领航航天器)的情形下,针对航天器存在未建模动态以及外部环境干扰等问题,提出了一种基于切比雪夫神经网络(Chebyshev neural networks,CNN)的自适应增益控制律,使得各跟随航天器在轨道交会的同时姿态保持一致.因为每个航天器上的控制算法仅依赖其自身及相邻航天器的信息,因此控制算法是分布式的.同时考虑到航天器之间的相对速度及相对角速度难以测量,提出了无需相对速度及角速度信息的分布式自适应协同控制律使得各航天器保持一定的队形且具有期望的相对指向.最后对6颗航天器的编队飞行进行了仿真分析,仿真结果表明本文设计的分布式自适应协同控制律是有效可行的.(本文来源于《控制理论与应用》期刊2013年09期）
马广富,张海博,胡庆雷[9]（2012）在《基于反步法的主从航天器相对姿态控制》一文中研究指出对主从航天器的相对姿态控制问题,考虑从航天器系统不确定因素,提出了一种基于反步法的姿态控制方法,并引入自适应控制律.该方法首先根据主从航天器的相对位置信息,解算出从航天器观测轴指向主航天器以及从航天器跟踪主航天器轨道坐标系等两种任务的期望姿态;然后基于修正罗德里格参数(MRP)描述的从航天器姿态误差动力学模型设计了姿态控制器以及针对航天器惯量的不确定性设计了自适应控制律;并基于Lyapunov方法从理论上证明了该方法能够实现全局渐近稳定的相对姿态控制.最后将该方法应用于某编队飞行任务,仿真结果表明此控制器能够实现其编队飞行控制,具有良好的控制性能.(本文来源于《控制理论与应用》期刊2012年06期）
铁钰嘉,杨伟,岳晓奎[10]（2011）在《航天器相对姿态跟踪的非线性前馈控制》一文中研究指出针对航天器相对姿态跟踪过程中严重的非线性及控制器设计的复杂性,建立了基于修正罗德里格斯参数的航天器相对姿态运动学和动力学方程并根据Lyapunov直接法设计了非线性前馈控制律。设计的控制律不仅保证闭环系统稳定,还使得航天器相对姿态跟踪误差快速收敛到零点邻域内。通过在Matlab/Simulink环境下对航天器相对姿态跟踪进行数值仿真,验证了建立模型和设计控制律的有效性。(本文来源于《中国空间科学技术》期刊2011年06期）
相对姿态控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着人类探索和开发太空资源需求的日益增加,航天任务正朝着多样化和复杂化的方向发展。航天器交会作为各种航天任务,如型空间结构的组装、空间碎片清理、航天器在轨服务以及空间攻防等中的关键技术,有着十分重要的作用。而在航天器交会技术领域,航天器位置和姿态控制方案设计因其重要性一直是研究的热点问题。由于太空中存在着各种扰动,且航天器交会任务对位置和姿态的控制精度要求较高,再加上交会过程中可能发生的碰撞和执行机构障碍等问题,这些都给位置和姿态控制方案的设计带来了挑战。本文以航天器交会任务为背景,针对航天器位置和姿态控制方案设计问题,基于终端滑模技术分别设计了相应的控制方案。论文的主要研究内容如下:首先考虑航天器交会过程中相对位置和相对姿态运动的建模问题。对于航天器相对位置建模,采用T-H方程描述追踪航天器和目标航天器之间的相对位置运动模型;对于航天器相对姿态运动建模,利用四元数描述航天器的相对姿态。然后针对追踪航天器的位置控制问题,先是从收敛速度以及控制精度的角度考虑,采用非奇异终端滑模方法设计了位置跟踪控制器,并引入正弦函数避免控制器的奇异问题;进而将非奇异终端滑模拓展为固定时间终端滑模,提出了能够使航天器相对位置在固定时间内收敛到平衡点的控制算法;考虑交会过程中的避碰问题,将固定时间终端滑模趋近律与人工势函数相结合,设计了反馈控制算法。最后针对追踪航天器的姿态控制问题,考虑到固定时间终端滑模性能的优越性,基于固定时间终端滑模方法设计姿态跟踪控制器;对于执行机构故障以及干扰上界未知的情况,将固定时间终端滑模控制和自适应控制相结合设计姿态跟踪控制器;接着考虑抗退绕问题,引入包含四元数标量的辅助变量并构造积分终端滑模,设计姿态跟踪控制器。最后通过数值仿真验证上述控制算法的有效性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
相对姿态控制论文参考文献
[1].姜立军,吴章鸿,潘绍辉,李哲林,熊志勇.基于相对姿态角控制的微型折迭电动车设计[J].系统仿真学报.2018
[2].董经纬.基于终端滑模的航天器交会相对位置和姿态控制研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[3].安浩.空间交会对接相对运动姿态控制方法研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[4].黄成,王岩,陈兴林.基于气浮台的交会对接相对姿态和位置控制[J].系统工程与电子技术.2016
[5].安晓风.卫星相对姿态智能自适应控制及分布式仿真技术研究[D].北京理工大学.2016
[6].彭智宏,穆京京,张力军,张士峰.基于对偶四元数的航天器相对位置和姿态耦合控制[J].飞行器测控学报.2013
[7].易航,卢伟.考虑姿态运动耦合的相对位置控制[C].中国空间科学学会2013年空间光学与机电技术研讨会会议论文集.2013
[8].张海博,梅杰,马广富,朱志斌.多航天器相对轨道与姿态耦合分布式自适应协同控制[J].控制理论与应用.2013
[9].马广富,张海博,胡庆雷.基于反步法的主从航天器相对姿态控制[J].控制理论与应用.2012
[10].铁钰嘉,杨伟,岳晓奎.航天器相对姿态跟踪的非线性前馈控制[J].中国空间科学技术.2011
论文知识图
