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《航天器姿態(tài)和軌道的魯棒控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、工程碩士學(xué)位論文航天器姿態(tài)和軌道的魯棒控制THEROBUSTCONTROLFORTHESPACECRAFTATTITUDEANDORBIT朱江哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年9月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：V243.5學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：629.78密級(jí)：公開(kāi)工程碩士學(xué)位論文航天器姿態(tài)和軌道的魯棒控制碩士研究生：朱江導(dǎo)師：何平教授副導(dǎo)師宋申民教授申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士學(xué)科：控制工程所在單位：航天一院研發(fā)中心答辯日期：2015年9月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:：V243.5U.D.C.：629.78ThesisfortheMaster’sDegre
2、einEngineeringTHEROBUSTCONTROLFORTHESPACECRAFTATTITUDEANDORBITCandidate:ZhuJiangSupervisor:Prof.HePingAssociateSupervisor:Prof.SongShenminAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlEngineeringAffiliation:R&DCenterofCALTDateofDefence:September,2015Degree-Conferring-Insti
3、tution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要航天器的姿態(tài)和軌道控制是現(xiàn)代航天技術(shù)中的一個(gè)重要研究方向，被廣泛應(yīng)用于交會(huì)對(duì)接、繞飛等任務(wù)中。隨著航天活動(dòng)中需求的增長(zhǎng)，姿態(tài)和軌道控制器的性能要求亦逐步提高。在指定的時(shí)間內(nèi)收斂到指定位置的控制因?yàn)榫哂惺諗靠臁⒕雀叩膬?yōu)點(diǎn)，受到人們廣泛的關(guān)注。另外，隨著姿態(tài)和軌道相對(duì)運(yùn)動(dòng)控制精度要求的提高，姿態(tài)和軌道的耦合現(xiàn)象也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。本文針對(duì)上述問(wèn)題的難點(diǎn)和熱點(diǎn)在理論上做了深入地研究。首先，給出了忽略相互耦合的單獨(dú)姿態(tài)模型和單獨(dú)軌道模型，其中姿態(tài)模型采用四元數(shù)描述，軌道運(yùn)
4、動(dòng)模型以目標(biāo)航天器的軌道系為參考系。進(jìn)一步地，以在太空中執(zhí)行追蹤任務(wù)的航天器的體系為參考標(biāo)系建立了六自由度姿軌耦合模型。其次，針對(duì)姿態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題，基于滑模變結(jié)構(gòu)理論在擾動(dòng)上界已知的條件下，提供了指數(shù)收斂的控制器。另外，為了處理外界環(huán)境的擾動(dòng)的具體界不可知和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不精確知道的情形，基于滑模和自適應(yīng)控制設(shè)計(jì)了魯棒的指數(shù)收斂控制器。最后給出了上述控制方法的嚴(yán)格證明和仿真驗(yàn)證。然后，針對(duì)航天器軌道相對(duì)運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題，基于終端滑?？刂评碚摵妥赃m應(yīng)控制在擾動(dòng)上界已知和擾動(dòng)上界未知以及航天器質(zhì)量存在不確定性的情況下，分別設(shè)計(jì)了航天器相對(duì)軌道在指定時(shí)間內(nèi)收斂到指定位置的控制方案。最后給出
5、了上述控制方法的嚴(yán)格證明和仿真驗(yàn)證。最后，在上述研究的基礎(chǔ)上，把航天器相對(duì)軌道有限時(shí)間控制推廣到航天器姿態(tài)和軌道耦合時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)控制，并給出了嚴(yán)格的證明和仿真驗(yàn)證。關(guān)鍵詞：終端滑?？刂?；自適應(yīng)控制；姿態(tài)控制；軌道控制；姿態(tài)軌道耦合控制-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractTherelativemotionofthespacecraftattitudeandorbitcontrolisanimportantresearchdirectioninspacetechnology,whichiswidelyusedinspacemissionssuchasrend
6、ezvousanddocking,spacecraftformationflyingandflyingaroundthespacecraft,etc.Asthegrowthofthespacemissionrequirements,performancerequirementsofthecontrollerarehigherandhigher.Thefinite-timecontrolwithfinite-timeconvergence,highcontrolprecisionandstrongrobustnesshasattractedwideattentionofs
7、cholars.Inaddition,withtheimprovementofrelativemotioncontrolaccuracy,attitudeandorbitcouplingphenomenonhasreceivedmoreandmoreattention.Themainresearchinthispaperisasfollows.Firstly,theattitudeandorbitmotionmodelsofthespacecraftweregivenwithoutattitudeandorbitcouplingeffec
