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Event-triggered attitude tracking for rigid spacecraft

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Science China(Information Sciences) 2019年第12期62卷 178-193页

作者： Deheng CAI hengguang zou Junzheng WANG Yuan HUANG Dawei SHI State Key Laboratory of Intelligent Control and Decision of Complex Systems School of AutomationBeijing Institute of Technology China Academy of Space Technology

This study aims to investigate the problem of attitude control for a spacecraft with inertial uncertainties, external disturbances, and communication restrictions. An event-triggered active disturbance rejection control approach is proposed for attitude tracking of the spacecraft. An event-triggered mechanism is introduced together with an extended state observer to jointly monitor the system states and total disturbances. The observation error is proved to be uniformly bounded. Based on the proposed control scheme,the integrated tracking system is shown to be asymptotically stable, implying successful attitude tracking of the spacecraft for the desired motion. Numerical results illustrate the effectiveness of the control strategy in achieving satisfactory tracking performance with a reduced data-transmission cost.

关键词： spacecraft attitude tracking active disturbance rejection control event-triggered control extended state observer

Event-Triggered Moving Horizon Pose Estimation for Spacecraft Systems

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Journal of Beijing Institute of Technology 2022年第4期31卷 382-390页

作者： Shuangxi Li hengguang zou Dawei Shi Junzheng Wang School of Automation Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China China Academy of Space Technology Beijing 100094China

An event-triggered moving horizon estimation strategy is proposed for spacecraft pose *** error dual quaternion is used to describe the system state and construct the spacecraft attitude-orbit coupled *** order to reduce the energy consumption on spacecraft,an event-triggered moving horizon estimator(MHE)is designed for real-time pose estimation with limited communication *** model mismatch caused by event-triggered is finally solved by solving the cost function of the min-max optimization *** system simulation model is built in Matlab/Simulink,and the spacecraft pose estimation simulation is carried *** numerical results demonstrate that the designed estimator could ensure the estimation effect and save spacecraft communication and computing resources effectively.

关键词： state estimation pose estimation event-triggered moving horizon estimation

Geostationary Station Keeping Using Relative Orbital Elements with Model Predictive Control

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Geostationary Station Keeping Using Relative Orbital Element...

第32届中国控制与决策会议

作者： hengguang zou Jiliang Song Junzheng Wang Lei Zhang Yuan Huang School of Automation Beijing Institute of Technology China Academy of Space Technology

In this paper,we consider the model predictive control(MPC) design for the geostationary(GEO) satellite in achieving the station *** first introduce the GEO satellite orbit system with perturbation,for which the control framework through MPC strategy is ***,a relative orbital elements model is presented to characterize the specific properties of the GEO *** is shown that by resorting to the relative orbital elements,the station keeping problem can be disposed by solving an optimization *** that compared with the traditional station keeping methods,MPC strategy is flexible in control decision making,and it could handle a certain of *** this paper,control constraints are considered to satisfy the maximum thrust force of the *** simulations are carried out to validate the effectiveness of the proposed control strategy in solving the GEO satellite station keeping problem.

关键词： Model Predictive Control Geostationary satellite Station keeping Relative orbital elements

来源： cnki会议评论

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卫星编队的管道模型预测控制方法研究

北京理工大学学报 2021年第2期41卷 201-206页

作者：邹恒光宋继良王军政张磊史大威北京理工大学自动化学院北京100081 中国空间技术研究院北京100094

提出一种针对静止轨道卫星编队构型保持的管道模型预测控制策略.利用CWH方程,构建了轨道相对运动模型.通过构建误差管道,设计鲁棒模型预测控制器,解决了模型失配所导致的不确定性问题.在Matlab/Simulink中搭建了系统仿真模型并进行了构... 详细信息

提出一种针对静止轨道卫星编队构型保持的管道模型预测控制策略.利用CWH方程,构建了轨道相对运动模型.通过构建误差管道,设计鲁棒模型预测控制器,解决了模型失配所导致的不确定性问题.在Matlab/Simulink中搭建了系统仿真模型并进行了构型保持仿真.仿真结果显示,所设计的控制器能够很好地克服空间干扰以及模型失配所带来的不确定性,实现卫星编队的构型保持.

关键词：静止轨道卫星构型保持鲁棒控制模型预测控制

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天基激光对GEO卫星的毁伤效能分析与启示

航天器环境工程 2022年第5期39卷 545-551页

作者：刘坤刘百麟邹恒光中国空间技术研究院通信与导航卫星总体部北京100094

为分析天基高能激光对地球同步轨道(geosynchronous orbit,GEO)卫星的威胁,为高价值GEO卫星的防护设计提供参考,根据机动战术激光武器的技术发展情况,采用理论分析和数值计算的方法对天基高能激光的毁伤效能进行了评估。结果表明,10 kW... 详细信息

为分析天基高能激光对地球同步轨道(geosynchronous orbit,GEO)卫星的威胁,为高价值GEO卫星的防护设计提供参考,根据机动战术激光武器的技术发展情况,采用理论分析和数值计算的方法对天基高能激光的毁伤效能进行了评估。结果表明,10 kW级天基战术激光武器对卫星造成硬毁伤的距离可达50 km以上,卫星的易损部件依次为星表热控材料、太阳电池阵、碳纤维复合材料结构件和光学敏感器。根据分析结果得出的启示有:1)天基激光武器对GEO卫星的威胁是现实的;2)卫星激光防护应围绕薄弱环节开展以获取最佳效费比;3)应从单机、分系统、系统层面综合采取措施以提高系统鲁棒性;4)应采取主被动防护相结合的方式提高综合防护效能。

关键词：天基激光 GEO卫星毁伤效能理论分析数值计算

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基于事件触发学习的航天器定轨算法

指挥与控制学报 2024年第2期10卷 220-225页

作者：史大威李双汐邹恒光张磊王军政北京理工大学自动化学院北京100081 中国空间技术研究院北京100094

针对通信和计算资源受限的航天器实时定轨问题,提出一种基于事件触发学习的无迹卡尔曼滤波航天器定轨算法。以无迹卡尔曼滤波方法为基础,设计随机事件触发机制驱动的自适应学习算法,实现有限系统动态学习频率下的实时定轨,在保证定轨精... 详细信息

针对通信和计算资源受限的航天器实时定轨问题,提出一种基于事件触发学习的无迹卡尔曼滤波航天器定轨算法。以无迹卡尔曼滤波方法为基础,设计随机事件触发机制驱动的自适应学习算法,实现有限系统动态学习频率下的实时定轨,在保证定轨精度的同时降低地面站与航天器双向通信次数,有效节省了航天器通信与计算资源。

关键词：航天器定轨事件触发学习状态估计无迹卡尔曼滤波自适应滤波

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星载锂离子蓄电池组单体电压测量方法研究

航天器工程 2016年第5期25卷 63-68页

作者：贠磊张岩程显富邹恒光曹延哲张文芳中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094 空间电源系统技术创新联合实验室北京100094 山东航天电子技术研究所山东烟台264670

采用电阻分压法和运放差分放大法的锂离子蓄电池组单体电压测量系统,电压测量精度不高,并且蓄电池组对测量电路放电会导致单体一致性变差。为此,文章提出了一种适用于星载锂离子蓄电池组单体电压的浮地测量方法,将被测试蓄电池组单体电... 详细信息

采用电阻分压法和运放差分放大法的锂离子蓄电池组单体电压测量系统,电压测量精度不高,并且蓄电池组对测量电路放电会导致单体一致性变差。为此,文章提出了一种适用于星载锂离子蓄电池组单体电压的浮地测量方法,将被测试蓄电池组单体电压进行分组,每组具有独立的测量电路,测量电路通过光耦与主控电路连接。通过仿真分析与测试验证,证明了浮地测量方法具有较高的测量精度,即使在高低温工况下,单体电池电压测量精度优于0.005V。此外,提出了采用分时的改进设想,在不影响测量性能的情况下,能够大大简化测量电路,降低研制成本及测量系统质量,在高压锂离子蓄电池组测量领域具有应用价值。

关键词：星载锂离子蓄电池组高压电阻分压运放差分放大浮地测量