空间机器人抓捕非合作目标的自主强化学习控制

近年来,空间机器人在轨服务已成为许多国家的研究热点.本文针对空间机器人抓捕非合作目标任务,提出了一种强化学习控制与PD控制组成的双回路控制方法,对空间机器人基座平台姿态与机械臂运动进行控制.首先,对空间机器人的空间任务进行分析,建立包含基座平台姿态与机械臂运动的空间机器人耦合动力学模型;然后,设计双回路控制系统分别对机械臂运动与基座平台姿态进行控制,内回路中将强化学习与模糊理论结合在一起设计控制器对机械臂末端运动进行控制,外回路中采用PD控制对基座平台姿态进行稳定控制;最后,使用所提控制方法进行数值仿真,并与传统PD控制方法作对比,验证所提控制方法的有效性.结果表明,强化学习控制下的机械臂运动过程平稳、控制精度高,与传统PD控制方法相比,具有一定的自主学习性,更加适应抓捕目标的非合作特性.     

仿真与实验结合的飞行器设计专业案例教学探讨

围绕国家“卓越工程师教育培养计划”进行飞行器设计专业“飞行器系统仿真与CAD”课程规划,对培养合格的飞行器设计人才具有重要的意义。将航天部门的项目结合课堂的理论,采用飞行器仿真和实验验证的案例教学方式讲授课程,使学生在解决实际工程项目的同时掌握飞行器设计专业的相关理论知识和技术方法,不仅使学生了解飞行器设计建模的方法、仿真的具体步骤和实验技术手段,而且增强学生理论联系实际的能力培养,提高学习兴趣,使他们更全面地掌握飞行器的相关理论知识和实验方法。     

接近非合作目标的航天器相对轨道有限时间控制

针对快速接近非合作目标航天器任务,提出了一种基于观测器的相对轨道有限时间控制算法。首先,基于非奇异的终端滑模技术,设计了一种有限时间控制器。该控制器可使追踪航天器与目标航天器的相对位置和速度在有限时间内达到期望值。其次,考虑到非合作航天器的逃逸机动,在控制器中引入了一种有限时间观测器,该观测器可在有限时间内估计出目标的逃逸加速度,从而保证闭环系统的全局有限时间收敛。最后,通过数值仿真验证了该控制算法的有效性。     

接近非合作目标的航天器相对轨道有限时间控制

针对快速接近非合作目标航天器任务,提出了一种基于观测器的相对轨道有限时间控制算法．首先,基于非奇异的终端滑模技术,设计了一种有限时间控制器．该控制器可使追踪航天器与目标航天器的相对位置和速度在有限时间内达到期望值．其次,考虑到非合作航天器的逃逸机动,在控制器中引入了一种有限时间观测器,该观测器可在有限时间内估计出目标的逃逸加速度,从而保证闭环系统的全局有限时间收敛．最后,通过数值仿真验证了该控制算法的有效性．