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空间机械臂的鲁棒复合自适应控制

自动化学报 2002年第3期28卷 378-384页

作者：王景王昊瀛刘良栋梁斌北京控制工程研究所北京100080

对于本体姿态受控而位置不受控的空间机械臂系统 ,考虑存在参数不确定性及非参数不确定性 ,首先建立了系统的估计模型 ,并且提出了一种鲁棒复合自适应控制方法 ,其参数适应律由估计误差和跟踪误差共同决定 .证明了这种方法不仅可维持系... 详细信息

对于本体姿态受控而位置不受控的空间机械臂系统 ,考虑存在参数不确定性及非参数不确定性 ,首先建立了系统的估计模型 ,并且提出了一种鲁棒复合自适应控制方法 ,其参数适应律由估计误差和跟踪误差共同决定 .证明了这种方法不仅可维持系统的全局渐近稳定。

关键词：空间机械臂鲁棒复合自适应控制空间机器人动力学结构

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编队卫星姿态的自适应协同控制

宇航学报 2011年第10期32卷 2125-2132页

作者：李贵明刘良栋北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术国家级重点实验室北京100190

研究了无向信息交互条件下的多卫星姿态同步和跟踪问题,分别在模型参数精确已知和存在模型参数不确定性的情形下设计分散式协同控制算法。当模型参数精确已知时,基于滑动模态变量设计的协同控制力矩,实现了编队卫星姿态的同步机动,即保... 详细信息

研究了无向信息交互条件下的多卫星姿态同步和跟踪问题,分别在模型参数精确已知和存在模型参数不确定性的情形下设计分散式协同控制算法。当模型参数精确已知时,基于滑动模态变量设计的协同控制力矩,实现了编队卫星姿态的同步机动,即保证编队卫星姿态的同步,并同时跟踪期望的时变参考姿态轨迹。当在轨卫星存在模型参数不确定性和常值未知扰动力矩时,提出了一种自适应协同控制律,仍能实现多卫星姿态的同步机动。基于Lyapunov-Krasovskii的分析表明,当星间链路存在任意未知的定常通讯时延时,本文设计的控制器有效。数值仿真算例验证了本文提出的控制算法。

关键词：自适应协同同步机动模型参数未知外扰力矩通讯时延

控制输入受限情况下卫星姿态的鲁棒自适应控制

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宇航学报 2006年第4期27卷 588-593页

作者：王景刘良栋李果北京控制工程研究所北京100080

卫星通常工作在各种扰动环境中,包括参数不确定性和非参数不确定性。工程实践中碰到的另一个重要问题是控制输入受限。考虑存在参数不确定性和非参数不确定性,研究控制输入受限情况下卫星的姿态控制问题,设计了一种鲁棒自适应控制器,证... 详细信息

卫星通常工作在各种扰动环境中,包括参数不确定性和非参数不确定性。工程实践中碰到的另一个重要问题是控制输入受限。考虑存在参数不确定性和非参数不确定性,研究控制输入受限情况下卫星的姿态控制问题,设计了一种鲁棒自适应控制器,证明了姿态控制系统是全局一致最终有界稳定。仿真结果验证了该控制器的有效性。

关键词：卫星自适应控制鲁棒控制姿态控制

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空间机器人的动力学等价机械臂

自动化学报 1998年第6期24卷 761-767页

作者：梁斌刘良栋李庚田北京控制工程研究所

讨论了如何将一个自由飘浮空间机器人（ＳＭ）等价成一个通常固定基座上的机器人，将其定义为动力学等价机械臂（ＤＥＭ），并阐述了ＤＥＭ与ＳＭ运动学与动力学的等价性．通过仿真验证了在闭环控制下ＤＥＭ与ＳＭ的等价性．

关键词：空间机器人变结构控制 DEM 机器人

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提高卫星自主导航精度的滤波算法和仿真

中国空间科学技术 2006年第3期26卷 1-6,26页

作者：张春青刘良栋李勇北京控制工程研究所北京100080 中国空间技术研究院研究发展中心北京100094

如何实时准确地对系统误差进行估计和校准提高基于“地-日-月”测量的卫星自主导航精度的一个重要途径。针对这一问题,将系统误差作为新增的状态向量,设计了轨道参数状态与系统误差状态解耦估计的两步滤波算法,该算法在估计轨道参数的... 详细信息

如何实时准确地对系统误差进行估计和校准提高基于“地-日-月”测量的卫星自主导航精度的一个重要途径。针对这一问题,将系统误差作为新增的状态向量,设计了轨道参数状态与系统误差状态解耦估计的两步滤波算法,该算法在估计轨道参数的同时校准系统误差,数学仿真结果表明,采用文章所提出的滤波算法可以将自主导航的位置精度从10km(3σ)量级提高到300m(3σ)左右。

关键词：自主式导航精度滤波算法系统仿真人造卫星

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月球精确软着陆最优标称轨迹在轨制导方法

中国空间科学技术 2011年第6期31卷 27-35页

作者：梁栋刘良栋何英姿北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术国家级重点实验室北京100190

为实现在月球表面期望的着陆点进行精确软着陆(PPL),且满足燃耗最优性要求,基于提出的LIDAR目标点在轨自主选定的月球精确软着陆方案,对月球PPL最优标称轨迹在轨快速规划制导方法进行研究。首先针对月球PPL三维球体非线性轨道动力学模型... 详细信息

为实现在月球表面期望的着陆点进行精确软着陆(PPL),且满足燃耗最优性要求,基于提出的LIDAR目标点在轨自主选定的月球精确软着陆方案,对月球PPL最优标称轨迹在轨快速规划制导方法进行研究。首先针对月球PPL三维球体非线性轨道动力学模型,采用Legendre-Gauss-Lobatto伪光谱方法将轨迹优化的最优控制问题转化为非线性规划问题(NLP),再利用SQP优化算法求解月球PPL最优标称轨迹,最后通过遗传算法对优化结果进行验证,并提出应用遗传算法提供SQP在轨规划初值数据库的方案。仿真结果表明了最优标称轨迹在轨规划方法的快速性和有效性。

关键词：制导精确软着陆最优轨迹伪谱法序列二次规划遗传算法月球探测

测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统可观性分析

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中国空间科学技术 2006年第6期26卷 1-7,13页

作者：张春青刘良栋李勇北京控制工程研究所北京100080 中国空间技术研究院研究发展中心北京100094

考虑测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统的状态观测和常值偏差估计问题,将观测常值偏差扩增为状态后进行卡尔曼滤波是解决这一问题的一个途径。为使卡尔曼滤波稳定,就必须分析系统的随机可观测性。文章利用线性时变系统的可观性理论对... 详细信息

考虑测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统的状态观测和常值偏差估计问题,将观测常值偏差扩增为状态后进行卡尔曼滤波是解决这一问题的一个途径。为使卡尔曼滤波稳定,就必须分析系统的随机可观测性。文章利用线性时变系统的可观性理论对测量带有常值偏差时卫星自主定轨系统的可观性进行了分析,数值仿真结果显示了所得理论的正确性。

关键词：自主控制误差估计轨道参数动力学模型人造卫星

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月球精确软着陆李雅普诺夫稳定制导律

中国空间科学技术 2011年第2期31卷 25-31页

作者：梁栋刘良栋何英姿北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术国家级重点实验室北京100190

为实现在月球表面期望的着陆点进行精确软着陆,以月球精确软着陆三维球体非线性轨道动力学模型为基础,采用李雅普诺夫直接法,构造了基于能量的李雅普诺夫函数,设计了跟踪收敛滑动模态的精确制导律,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了该... 详细信息

为实现在月球表面期望的着陆点进行精确软着陆,以月球精确软着陆三维球体非线性轨道动力学模型为基础,采用李雅普诺夫直接法,构造了基于能量的李雅普诺夫函数,设计了跟踪收敛滑动模态的精确制导律,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了该制导控制律的全局指数稳定性,给出矢量推力实现方法。仿真表明,该制导方法能够满足月球精确软着陆的需要。

关键词：李雅普诺夫稳定精确软着陆滑动模态制导月球探测

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基于脉冲星的卫星星座自主导航技术研究

宇航学报 2008年第2期29卷 545-549,566页

作者：熊凯魏春岭刘良栋北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室北京100080

研究了利用X射线脉冲星实现卫星星座自主导航的技术。指出通过脉冲星观测量,结合卫星轨道动力学特性,可以在不依赖地面测控站的情况下估计得到卫星的位置信息。将基于脉冲星的星座自主导航方法与传统的基于星间伪距测量的导航方法进行... 详细信息

研究了利用X射线脉冲星实现卫星星座自主导航的技术。指出通过脉冲星观测量,结合卫星轨道动力学特性,可以在不依赖地面测控站的情况下估计得到卫星的位置信息。将基于脉冲星的星座自主导航方法与传统的基于星间伪距测量的导航方法进行了对比,结果表明,在不存在先验信息的情况下,仅利用星间相对距离观测量不能确定卫星位置;相反,脉冲星导航系统能够独立的实现星座卫星轨道确定。

关键词：卫星星座自主导航脉冲星扩展卡尔曼滤波