資源描述：
《基于一致性理論的衛(wèi)星編隊(duì)滑模反步協(xié)同控制研究》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、基于一致性理論的衛(wèi)星編隊(duì)滑模/反步協(xié)同控制研究郭耀華2015年1月中圖分類號(hào)：TQ028.1UDC分類號(hào)：540基于一致性理論的衛(wèi)星編隊(duì)滑模/反步協(xié)同控制研究作者姓名郭耀華學(xué)院名稱自動(dòng)化學(xué)院指導(dǎo)教師劉向東(教授)答辯委員會(huì)主席廖曉鐘(教授)申請(qǐng)學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)控制科學(xué)與工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月SlidingMode/BacksteppingCoordinatedControlofSatelliteFormationBasedonConsensusTheoryCandidateName：GuoYaohuaSchoolorDe
2、partment:SchoolofAutomationFacultyMentor:Prof.LiuXiangdongChair,ThesisCommittee：Prof.XiaozhongLiaoDegreeApplied:MasterofPhilosophyMajor：ControlScienceandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文
3、中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的合作者對(duì)此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要衛(wèi)星編隊(duì)飛行擁有巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用潛能，是近年來(lái)航天領(lǐng)域探索的熱點(diǎn)。本文以一致性理論為基礎(chǔ)，利用滑模和反步控制方法，對(duì)衛(wèi)星編隊(duì)姿態(tài)和軌道的協(xié)同控制進(jìn)行了研究。針對(duì)匹配干擾條件下的衛(wèi)星編隊(duì)姿態(tài)協(xié)同控制問(wèn)題，本文采用一種新的時(shí)變滑模控制方法，使得衛(wèi)星編隊(duì)姿態(tài)始終處于滑動(dòng)模
4、態(tài)。取消了傳統(tǒng)滑模的到達(dá)階段，實(shí)現(xiàn)了全局魯棒控制，并且使得編隊(duì)中衛(wèi)星的姿態(tài)在協(xié)作的過(guò)程中，以指數(shù)速度收斂于期望的姿態(tài)軌跡。進(jìn)一步研究了匹配干擾和匹配噪聲同時(shí)存在情況下的編隊(duì)控制。首先設(shè)計(jì)用以產(chǎn)生參考軌跡且具有二階系統(tǒng)特性的虛擬系統(tǒng)，以提高衛(wèi)星編隊(duì)姿態(tài)協(xié)同的性能以及設(shè)計(jì)的靈活性。然后，借助滑模和LMI方法得到衛(wèi)星編隊(duì)姿態(tài)協(xié)同控制律，其中，滑模方法保證了衛(wèi)星姿態(tài)響應(yīng)對(duì)匹配干擾不敏感，而LMI方法則通過(guò)選擇編隊(duì)中鄰接衛(wèi)星的反饋信息來(lái)實(shí)現(xiàn)編隊(duì)姿態(tài)協(xié)同對(duì)匹配噪聲的H∞性能。研究了兩種情形下的衛(wèi)星編隊(duì)多延時(shí)姿態(tài)協(xié)同控制：一、僅部分衛(wèi)星已知編隊(duì)的時(shí)不變姿態(tài)期望軌跡；二、
5、所有衛(wèi)星已知編隊(duì)的時(shí)變姿態(tài)期望軌跡。對(duì)于第一種情形，引入了時(shí)延情況下各衛(wèi)星對(duì)應(yīng)的虛擬系統(tǒng)。虛擬系統(tǒng)所包含的衛(wèi)星編隊(duì)的反饋信息避免了該系統(tǒng)過(guò)快地收斂于期望姿態(tài)的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合Lyapunov穩(wěn)定理論和反步控制法得到情形一下的衛(wèi)星編隊(duì)姿態(tài)協(xié)同控制律。而對(duì)于第二種情形，首先設(shè)計(jì)了角速度偽控制律，進(jìn)而借助Lyapunov-Krasovski函數(shù)和反步法得到該情形下編隊(duì)的多時(shí)延姿態(tài)協(xié)同控制律。最后，將虛擬系統(tǒng)思想和反步法應(yīng)用于多時(shí)延情況下衛(wèi)星編隊(duì)軌道的協(xié)同控制問(wèn)題中。設(shè)計(jì)了基于Hill-Clohessy-Wiltshire(HCW)方程的衛(wèi)星編隊(duì)在多時(shí)延條件
6、下隊(duì)形保持和重構(gòu)的加速度控制輸入。關(guān)鍵詞：衛(wèi)星編隊(duì)；滑模；反步法；匹配干擾；匹配噪聲；多時(shí)延I北京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractSatelliteformationflyinghashugetechnologicaladvantagesandbroadapplicationprospects,andhasreceivedalotofresearchinterestinrecentyears.Basedonconsensustheory,thispaperinvestigatesthecoordinatedcontrolofattitudeandorb
7、itofthesatelliteformationusingslidingmodeandbacksteppingmethod.Consideringattitudecoordinationcontrolforsatelliteformationwithmatchedperturbations,atime-varyingslidingmodecontrolmethodisproposedtoguaranteetheoccurrenceoftheslidingmodeattheverybeginning.Thus,thereachingphaseofslidi
8、ngmodecontroliseliminatedandthegl
