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空间合作目标运动再现的相似度分析

宇航学报 2016年第1期37卷 94-101页

作者：赵林孙施浩贾英民北京航空航天大学第七研究室北京100191

研究了空间合作目标运动再现的相似度度量方法。首先,给出空间合作目标运动再现轨道姿态变量的缩比因子以及仿真系统相似度的建立要素;其次,建立运动再现的相似度评估指标模型,确定了相似元及其特征变量,给出了相似度的权重构造方法以... 详细信息

研究了空间合作目标运动再现的相似度度量方法。首先,给出空间合作目标运动再现轨道姿态变量的缩比因子以及仿真系统相似度的建立要素;其次,建立运动再现的相似度评估指标模型,确定了相似元及其特征变量,给出了相似度的权重构造方法以及相似特征变量相似值的计算方法,并在此基础上提出了相似度的度量公式;最后以航天器圆轨道交会对接最终逼近段地面验证试验为例进行了相似度分析。仿真表明这种分析方法对于试验方案的选择及改进具有指导意义。

关键词：相似理论运动再现地面试验交会对接相似度

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面向超机动飞行的迭代学习控制研究综述

空天技术 2022年第6期2022卷 12-23+66页

作者：张凡孟德元惠宇北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院北京航空航天大学第七研究室

以普加乔夫-眼镜蛇机动为代表的超机动飞行是飞行器机动能力的一项关键衡量指标，对于近距空战格斗中的摆脱敌方攻击和改变敌我态势具有重要实战意义。然而，超机动飞行过程中的大迎角、过失速往往导致机翼气动效率严重不足、外界扰动... 详细信息

以普加乔夫-眼镜蛇机动为代表的超机动飞行是飞行器机动能力的一项关键衡量指标，对于近距空战格斗中的摆脱敌方攻击和改变敌我态势具有重要实战意义。然而，超机动飞行过程中的大迎角、过失速往往导致机翼气动效率严重不足、外界扰动的剧烈增加和气动特性的迅速变化，对控制器的设计和试验带来诸多挑战，如何实现有限时间内的预定轨迹完全跟踪便成为控制器设计的主要目标。分析并总结了超机动飞行的特点和超机动飞行控制的难点；介绍了迭代学习控制的研究进展，并详细综述了应用于超机动飞行的迭代学习控制方法所面临的非重复不确定性、初始状态偏差、学习约束和无模型等实际问题及解决思路；展望了迭代学习控制在超机动飞行中的应用前景和研究方向。针对具有有限时间、大迎角、过失速特点的超机动飞行，从迭代学习控制的角度给出解决方案，并实现学习过程的安全、有效和鲁棒，为超机动飞行技术的发展提供理论依据和工程参考。

关键词：超机动飞行普加乔夫-眼镜蛇机动迭代学习控制非重复不确定性初始状态偏差学习约束

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空间合作目标运动再现的相似设计方法研究

宇航学报 2014年第7期35卷 802-810页

作者：孙施浩赵林贾英民北京航空航天大学第七研究室北京100191

以相似理论为基础设计一种绝对运动等效代换方案以在地面试验中实现空间合作目标绝对运动与相对运动同时再现。首先应用量纲分析法给出空间合作目标轨道姿态动力学问题地面试验的相似准则;然后,提出绝对运动等效代换方法,并以此为基础... 详细信息

以相似理论为基础设计一种绝对运动等效代换方案以在地面试验中实现空间合作目标绝对运动与相对运动同时再现。首先应用量纲分析法给出空间合作目标轨道姿态动力学问题地面试验的相似准则;然后,提出绝对运动等效代换方法,并以此为基础建立运动再现地面试验模拟器的轨道姿态动力学方程;最后以航天器交会对接最终逼近段地面验证试验为例给出地面试验系统验证方案的具体实施步骤,并通过仿真算例说明所提方法的有效性。

关键词：相似理论运动再现地面试验交会对接跨尺度控制

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航天器绕飞逼近翻滚目标运动再现的姿轨控制

智能系统学报 2016年第6期11卷 818-826页

作者：孙施浩贾英民北京航空航天大学第七研究室

为了研究地面试验环境下实现航天器捕获失控翻滚目标运动再现的姿轨控制问题,首先,建立了适用于实验验证的六自由度姿轨联合相似模型,可满足实验场地大小、机构速度和运行时间等约束;其次,基于多项式函数设计了有限时间收敛且动态性能... 详细信息

为了研究地面试验环境下实现航天器捕获失控翻滚目标运动再现的姿轨控制问题,首先,建立了适用于实验验证的六自由度姿轨联合相似模型,可满足实验场地大小、机构速度和运行时间等约束;其次,基于多项式函数设计了有限时间收敛且动态性能良好的绕飞逼近参考轨迹,并利用反步法给出了姿轨联合控制律,证明了相似闭环系统的稳定性。通过仿真算例说明了基于运动再现的姿轨控制方法是有效的。

关键词：运动再现相似理论绕飞翻滚姿轨控制航天器

具有有界输入领航者的二阶非线性多智能体系统的协调跟踪

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系统科学与数学 2016年第9期36卷 1376-1387页

作者：王平贾英民北京航空航天大学第七研究室北京100191

针对领航者的控制输入为非零但有界的情形,研究了具有本质非线性动态的二阶多智能体系统的协调跟踪问题.利用邻居智能体之间的相对状态信息,分别提出了具有静态和自适应控制增益的两种控制协议.针对静态控制协议情形,基于李雅普诺夫稳... 详细信息

针对领航者的控制输入为非零但有界的情形,研究了具有本质非线性动态的二阶多智能体系统的协调跟踪问题.利用邻居智能体之间的相对状态信息,分别提出了具有静态和自适应控制增益的两种控制协议.针对静态控制协议情形,基于李雅普诺夫稳定性理论得到了多智能体系统的状态全局指数达到一致时控制增益所需满足的条件.此外,在自适应控制协议作用下,证明了多智能体系统不需要借助任何全局信息就可以实现协调跟踪.最后,仿真实例验证了所得理论结果的正确性.

关键词：二阶多智能体系统协调跟踪本质非线性动态自适应控制.

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卫星姿态直接自适应模糊预测控制

自动化学报 2010年第8期36卷 1151-1159页

作者：孙光霍伟北京航空航天大学第七研究室北京100191

对具有模型不确定性和未知外干扰的卫星姿态系统提出了多输入多输出直接自适应模糊预测跟踪控制设计方法.此方法先基于卫星姿态动力学模型设计出非线性广义预测控制律,再构造直接自适应模糊控制器逼近预测控制律中因模型不确定性引起的... 详细信息

对具有模型不确定性和未知外干扰的卫星姿态系统提出了多输入多输出直接自适应模糊预测跟踪控制设计方法.此方法先基于卫星姿态动力学模型设计出非线性广义预测控制律,再构造直接自适应模糊控制器逼近预测控制律中因模型不确定性引起的未知项.文中证明了所设计的控制律能使卫星跟踪给定的期望姿态轨迹,跟踪误差收敛到原点的小邻域内.仿真结果验证了此方法的有效性.

关键词：卫星姿态控制非线性广义预测控制自适应模糊控制渐近稳定

基于受控拉格朗日函数的Pendubot镇定控制器设计

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控制与决策 2010年第5期25卷 663-668页

作者：李茂青北京航空航天大学第七研究室北京100191

基于受控拉格朗日函数,对竖直面内两自由度Pendubot设计镇定控制器.由于该系统的驱动变量是原始动能的循环变量,当受控动能继续保持同一个循环变量时,匹配条件中的动能方程退化为一个常微分方程.由此得到的非线性光滑反馈控制律,可实现... 详细信息

基于受控拉格朗日函数,对竖直面内两自由度Pendubot设计镇定控制器.由于该系统的驱动变量是原始动能的循环变量,当受控动能继续保持同一个循环变量时,匹配条件中的动能方程退化为一个常微分方程.由此得到的非线性光滑反馈控制律,可实现一类两自由度Pendubot局部渐近镇定.

关键词：欠驱动力学系统受控拉格朗日函数法匹配条件 Pendubot 镇定

基于受控拉格朗日函数的垂直起降飞机控制器设计

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控制理论与应用 2010年第6期27卷 688-694页

作者：李茂青北京航空航天大学第七研究室北京100191

本文将单欠驱动度力学系统基于受控拉格朗日函数(CL)的控制器设计技术应用到具有输入耦合的垂直起降(PVTOL)飞机的控制问题中.在显式陀螺力的匹配条件下,得到的光滑反馈控制律保证了系统几乎全局渐近稳定.与现有同类方法所得到的结果相... 详细信息

本文将单欠驱动度力学系统基于受控拉格朗日函数(CL)的控制器设计技术应用到具有输入耦合的垂直起降(PVTOL)飞机的控制问题中.在显式陀螺力的匹配条件下,得到的光滑反馈控制律保证了系统几乎全局渐近稳定.与现有同类方法所得到的结果相比,该匹配控制器形式更简单而收敛性能得到保持.

关键词：欠驱动力学系统受控拉格朗日函数匹配条件陀螺力垂直起降飞机

基于OAT输入整形器和能量控制的不确定柔性航天器姿态跟踪

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天津大学学报 2010年第9期43卷 815-820页

作者：陈艳华北京航空航天大学第七研究室北京100191

针对含模型不确定性的柔性航天器姿态跟踪和振动抑制问题,提出了一种将最优任意时延(OAT)输入整形器和能量控制相结合的控制方法.其中前馈控制是根据系统标称模型参数设计的OAT输入整形控制,将其与参考输入指令做卷积后作用到标称模型... 详细信息

针对含模型不确定性的柔性航天器姿态跟踪和振动抑制问题,提出了一种将最优任意时延(OAT)输入整形器和能量控制相结合的控制方法.其中前馈控制是根据系统标称模型参数设计的OAT输入整形控制,将其与参考输入指令做卷积后作用到标称模型上能够实现期望的姿态跟踪,且当反馈控制环节出现故障时能保证受控系统的基本安全性.考虑到标称模型与实际系统间的误差,采用基于对象能量的跟踪控制方案设计了反馈控制器,并证明了与前馈控制结合后闭环系统的稳定性.仿真结果验证了所提出方法的优越性.

关键词： OAT输入整形器柔性航天器姿态跟踪控制基于能量的控制振动抑制