国家自然科学基金(60704020)
- 作品数：29 被引量：184H指数：9
- 相关作者：张世杰孙兆伟曹喜滨王峰陈闽更多>>
- 相关机构：哈尔滨工业大学黑龙江大学国防科学技术大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长江学者和创新团队发展计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 基于输出反馈的编队卫星姿态同步和跟踪控制
- 2011年
- 研究了卫星编队无角速度测量信息且采用局部信息交互时的姿态协同控制问题。以四元数为姿态描述手段,采用超前滤波方法重构星体绝对和相对角速度信息,设计了基于输出反馈的分散姿态同步和跟踪控制器。利用Barbalat引理和代数图论等对闭环系统的全局渐近稳定性进行了理论分析和证明。以六星编队为背景的数值仿真进一步验证了算法的有效性。
- 郭海波曹喜滨张世杰张安慧陈健王峰
- 关键词：卫星编队飞行协同控制输出反馈控制
- 基于对偶数的航天器多特征融合相对导航算法被引量：4
- 2012年
- 针对基于视觉的航天器相对导航问题,利用对偶数推导并给出了航天器相对耦合动力学方程,该方程一体化描述了追踪航天器相对于目标航天器的姿态运动和轨道运动,且考虑了由非质心点引起的相对姿态与相对轨道之间的耦合影响。在对偶代数的框架内,统一描述了目标航天器上的特征点和特征线,并基于特征点、线在像平面的投影建立了多特征融合的单目视觉测量模型。最后通过对系统状态方程以及测量方程的线性化,应用迭代扩展卡尔曼滤波(IEKF)算法对非质心点的相对运动状态进行了估计。仿真结果表明,本文的算法能够对航天器非质心点的相对运动状态进行较高精度的估计。
- 王剑颖梁海朝孙兆伟张世杰
- 关键词：耦合动力学状态估计视觉测量卡尔曼滤波
- 考虑飞轮动力学的过驱动卫星控制分配算法
- 2013年
- 针对具有冗余飞轮的过驱动卫星的最优控制分配问题,以反作用飞轮总能耗和力矩分配偏差最小等为目标,通过定义与能耗相关的优化目标函数,提出了能耗/力矩优化的动态控制分配方法,并考虑飞轮的非线性动力学特性,对控制分配进行修正.最后对本文提出的控制分配算法进行了数学仿真验证,结果表明了上述方法的可行性和有效性.
- 赵亚飞张世杰过佳雯孙俊曹喜滨
- 关键词：反作用飞轮动力学
- 单轴台的大角度姿态快速机动联合控制方法被引量：1
- 2013年
- 为验证小卫星大角度姿态快速机动与高精度稳定控制能力,基于单轴气浮台硬件仿真环境,提出了一种利用推力器与飞轮组合的联合控制策略。采用相平面控制技术与有限时间控制理论设计控制器,利用推力器实现无超调的快速机动控制,利用飞轮实现有限时间内的高精度稳定控制,使单轴台在有限时间内快速高精度稳定于目标姿态。物理仿真结果表明:该方法在有限时间内完成单轴台快速稳定控制的同时,可有效避免机动过程中的超调现象,且能有效规避推力器的频繁开关与飞轮的过快饱和等问题。
- 唐生勇胡敏吴锦杰张育林
- 关键词：单轴气浮台大角度机动物理仿真小卫星
- 总线型卫星电子系统T-时延离散PETRI网建模
- 2009年
- 小卫星综合电子系统是整个卫星的管理中心,能够完成参数采集,数据处理,信息提取和各种控制模式的实施等任务,综合电子系统设计方案直接决定小卫星的性能和可靠性等指标。给出小卫星基于总线的综合电子系统方案,针对以总线为核心的电子系统方案,建立了T-时延离散Petri网(TTDPN)模型,并对该模型进行了性能分析与评价,数学仿真结果表明,基于总线的电子系统方案能够有效满足系统实时性要求。
- 吴限德孙兆伟张世杰
- 关键词：电子系统小卫星总线模型
- 利用高精度陀螺对星敏感器在轨标定算法研究被引量：9
- 2008年
- 研究了利用高精度陀螺对星敏感器误差在轨标定方法。采用高精度陀螺,利用陀螺作为星体的姿态参考可以连续提供星体的三轴姿态角速度信息,积分得到相应的姿态角特性,结合卫星姿态运动学方程,基于扩展卡尔曼滤波算法,针对星敏感器的常值误差和测量噪声,设计了星敏感器在轨标定模型,利用陀螺的测量输出对其进行实时补偿,以确保姿态测量元件在轨工作精度。仿真结果表明该在轨标定算法可以准确标定出星敏感器的常值误差。
- 袁彦红耿云海陈雪芹
- 关键词：在轨标定卡尔曼滤波四元数
- 过驱动轮控卫星的动态控制分配方法被引量：12
- 2011年
- 反作用飞轮在卫星姿态控制中具有重要作用,配置3个以上飞轮的卫星构成一类过驱动系统,能够提高姿态控制系统的可靠性。针对期望控制力矩到冗余飞轮的指令分配问题,提出了一种基于伪逆法的动态控制分配方法,并针对传统伪逆法难以考虑飞轮最大力矩等物理约束问题,采用零空间方法对传统伪逆法给出的分配结果进行了修正。基于稳定控制模式下姿态变化平稳性假设,在分配问题中增加飞轮输出力矩的最大变化量约束,能够有效抑制姿态控制中敏感器噪声影响,剔除敏感器野值,提高了卫星姿态控制精度。最后对本文提出的修正伪逆法及降低敏感器噪声和野值剔除效果等进行了数学仿真验证,结果表明了上述方法的可行性和有效性。
- 张世杰赵亚飞陈闽曹喜滨贺亮
- 关键词：反作用飞轮
- 基于LMI的鲁棒容错控制及其在卫星姿态控制中的应用被引量：23
- 2008年
- 研究了一种线性不确定系统的鲁棒容错控制问题.针对执行机构和敏感器故障,运用线性矩阵不等式(LMI)方法,提出一种对执行机构和传感器失效具有完整性,且满足给定控制指标的输出反馈H∞鲁棒容错控制设计方法.将该方法应用于卫星姿态控制系统的容错控制并进行了数学仿真,仿真结果验证了方法的有效性.
- 陈雪芹耿云海张迎春王峰
- 关键词：LMIH∞控制鲁棒容错控制卫星姿态控制
- 卫星编队飞行的相对姿态控制被引量：4
- 2010年
- 使用基于李亚普诺夫的控制方法,研究了双星编队飞行系统的相对姿态控制问题.考虑角速度可测和角速度信息不可测量两种情况,进行了状态反馈和输出反馈的姿态控制算法的设计,并通过李亚普诺夫方法证明了编队飞行系统全局渐近稳定性.最后对给出的算法进行了数值仿真.结果表明,所设计的控制算法实现了编队卫星之间的姿态协同控制,是可行的、有效的.
- 吕建婷曹喜滨高岱
- 关键词：卫星编队飞行相对姿态控制输出反馈控制
- 有效性因子在卫星姿控系统集成故障诊断与容错控制中的应用被引量：7
- 2009年
- 研究了在轨卫星姿态控制系统(ACS)发生可修复性故障状况下的集成故障诊断与容错控制。考虑执行机构和敏感器分别或同时出现故障,相应地分别或同时在姿态动力学和运动学方程引入控制有效性因子和测量有效性因子,利用二级卡尔曼滤波算法求解其值,以说明系统的控制以及测量的有效程度。采用统计假设检验通过其幅值变化判断系统是否存在故障,当故障发生时,引入重构容错控制器对原控制器进行补偿控制。建立卫星闭环姿态控制系统对算法进行了仿真验证,仿真结果表明该算法快速可靠,能够满足在轨卫星姿态控制系统故障状况下的性能要求。
- 陈雪芹王峰张迎春耿云海
- 关键词：故障检测与诊断容错控制卡尔曼滤波卫星
