系统工程与电子技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (2): 508-518.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.02.25

• 制导、导航与控制 • 上一篇    下一篇

基于改进迭代学习的参数不确定卫星姿态控制

柯晓曼(), 吴云华(), 郑墨泓(), 李文星(), 杜津铭(), 华冰(), 陈志明()   

  1. 南京航空航天大学航天学院, 江苏 南京 210016
  • 收稿日期:2020-06-01 出版日期:2021-02-01 发布日期:2021-03-16
  • 作者简介:柯晓曼(1998-),女,硕士研究生,主要研究方向为航天器控制、智能算法。E-mail:ke_xiaoman@163.com|吴云华(1981-),男,研究员,博士,主要研究方向为航天器总体设计、动力学与控制、航天器地面物理仿真。E-mail:yunhuawu@nuaa.edu.cn|郑墨泓(1995-),女,硕士研究生,主要研究方向为航天器姿态控制。E-mail:mohongzheng@nuaa.edu.cn|李文星(1996-),男,硕士研究生,主要研究方向为航天器姿态控制。E-mail:liwenxing@nuaa.edu.cn|杜津铭(1996-),男,硕士研究生,主要研究方向为目标定位与态势推理。E-mail:dujinming@nuaa.edu.cn|华冰(1978-),女,副研究员,博士,主要研究方向为北斗导航战区增强技术。E-mail:huabing@nuaa.edu.cn|陈志明(1982-),男,讲师,博士,主要研究方向为分布式卫星测控技术、星载计算机设计管理。E-mail:chenzhiming@nuaa.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61973153)

Attitude control for spacecraft with uncertain parameters based on improved iterative learning

Xiaoman KE(), Yunhua WU(), Mohong ZHENG(), Wenxing LI(), Jinming DU(), Bing HUA(), Zhiming CHEN()   

  1. Academy of Astronautics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China
  • Received:2020-06-01 Online:2021-02-01 Published:2021-03-16

摘要:

针对卫星运行时存在的诸如在轨组装升级后的卫星转动惯量变化较大且难以确定等问题,提出一种基于改进预测迭代学习控制的姿态敏捷机动控制方法。首先,以改进递阶饱和控制作为反馈控制器,实现原系统的稳定。其次,加入改进预测迭代学习控制作为前馈控制器,提高系统动态性能、鲁棒性与敏捷性。然后,采用基于混合执行机构的零运动操纵律提供高精度大力矩,并解决控制力矩陀螺奇异和飞轮饱和问题。最后,通过仿真证明所提控制器的优越性。

关键词: 姿态敏捷控制, 不确定参数, 递阶饱和控制, 迭代学习, 混合执行机构

Abstract:

Aiming at the problems existing in the operation of the satellite, such as the change of the moment of inertia of the satellite after the on orbit assembly upgrade is large and difficult to determine, an attitude agile maneuver control method based on the improved predictive iterative learning control is proposed. Firstly, the improved cascade saturation control is used as the feedback controller to realize the stability of the original system. Secondly, the improved predictive iterative learning control is added as the feedforward controller to improve the dynamic performance, robustness and agility of the system. Then, the zero motion control law based on hybrid actuator is used to provide high precision and large torque, and the singularity of control moment gyroscope and the saturation of flywheel are solved. Finally, the superiority of the proposed controller is proved by simulation.

Key words: attitude agile control, uncertain parameter, cascade saturation control, iterative learning, hybrid actuator

中图分类号: