基于ESN网络的航天器姿态跟踪鲁棒控制

为了研究具有外部干扰力矩和模型不确定性的多体航天器姿态快速跟踪控制问题,基于逆系统方法和回声状态网络(echo state network, ESN), 设计了鲁棒控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的渐近稳定性.采用"meta-learning"策略离线训练ESN网络,并应用遗传算法优化其主要参数,解决了动态递归神经网络训练困难及网络参数不易确定的问题.控制器的设计过程相对简单,不需要精确的动力学模型.该文还针对航天器中心体与天线同时跟踪不同目标的任务进行了数值仿真,结果表明所设计的鲁棒控制器对外部干扰与模型不确定具有很好的鲁棒性.     

国际空间站里宇航员的生活

在国际空间站里工作和生活的宇航员,其衣物通常由补给航天器定期配送,他们可能几天才会换一次衣服。因为空间站中灰尘很少,宇航员运动后也会沐浴并擦去身体表面的汗水,所以衣服不会很快变脏。     

齿轮齿条式构型航天器设计及其动力学仿真

基于航天器结构的模块化设计概念,设计了一种新的在轨展开航天器构型,即齿轮齿条式构型。利用虚拟样机技术,在ADAMS软件中建立了这种新型航天器在轨展开的虚拟样机。首先研究了航天器本体以不同的驱动速度展开对航天器姿态角及姿态角速度的影响。其次,对航天器本体和太阳帆板的三种展开顺序进行了仿真,即本体模块和太阳帆板同时展开、太阳帆板先展开本体模块后展开、本体模块先展开太阳帆板后展开,分析了这三种展开顺序对航天器姿态角及姿态角速度的影响。仿真结果可以为未来高机动、多任务多形态的模块化航天器设计、在轨展开技术和空间姿态控制提供启发和借鉴。     

基于轨迹跟踪的航天器姿态自适应鲁棒控制

针对存在不确定惯量和空间环境干扰的挠性航天器姿态大角度快速机动控制问题,提出了一种受细胞膜放电模型启发的自适应鲁棒姿态控制器设计方法.首先,为了快速完成姿态机动任务,并尽可能少激发挠性帆板振动,在挠性航天器运动学和动力学分析的基础上,提出了基于预先规划姿态运动轨迹且对不确定惯量具有自适应能力的自适应鲁棒控制器.在此基础上,为了改善机动过程中姿态跳变使系统指向精度和稳定度变差的问题,基于细胞膜放电的动力学模型设计了一种改进型自适应鲁棒控制器.所提出的控制器能够保证闭环系统渐进稳定;当惯量估计误差有界时,对于任意初始跟踪误差,该控制器可以保证姿态跟踪误差一致终值有界.仿真结果表明了所提出的改进型自适应鲁棒控制器的有效性.