基于强化学习的航天器姿态预设性能容错控制
Fault-tolerant control of spacecraft attitude with prescribed performance based on reinforcement learning作者机构:北京航空航天大学宇航学院北京100191
出 版 物:《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)
年 卷 期:2024年第50卷第8期
页 面:2404-2412页
核心收录:
学科分类:08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术(可授工学、理学学位)]
基 金:中央高校基本科研业务费专项资金(YWF-22-L-801)
摘 要:针对惯量不确定性和执行机构故障的航天器姿态控制问题,提出了一种基于强化学习的预设性能容错控制方法。采用预设性能方法设计航天器的姿态控制器,以保证控制过程的暂态响应。为在线补偿惯量不确定,在预设性能控制器的基础上引入强化学习算法,使用评判网络近似代价函数,用于评估系统性能,同时使用动作网络产生前馈补偿控制,用于处理惯量不确定;设计自适应补偿控制,补偿执行机构故障和外扰动对航天器姿态的影响。基于Lyapunov稳定性理论证明整个闭环系统的稳定性。仿真结果表明:所提容错控制方法能够实现航天器执行机构故障情况下的稳定控制。