吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (04): 1166-1170.

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输入受限空间飞行器大角度机动控制器设计

张刘,金光   

  1. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所|长春 130033
  • 收稿日期:2008-11-11 出版日期:2010-07-01 发布日期:2010-07-01
  • 通讯作者: 张刘(1978-),男,副研究员,博士.研究方向:卫星姿态控制,航天TDI CCD成像建模与仿真. E-mail:zhangliud@hit.edu.cn E-mail:zhangliud@hit.edu.cn
  • 作者简介:张刘(1978-)|男|副研究员|博士.研究方向:卫星姿态控制|航天TDI CCD成像建模与仿真. E-mail:zhangliud@hit.edu.cn
  • 基金资助:

    吉林省科技发展计划项目(20090102);“863”国家高技术研究发展计划项目(2007AA12J123).

Large angle attitude maneuver control of spacecraft with bounded inputs

ZHANG Liu|JIN Guang   

  1. Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033,China
  • Received:2008-11-11 Online:2010-07-01 Published:2010-07-01

摘要:

研究了控制力矩受限时空间飞行器的大角度姿态机动控制问题。为克服大角度机动时使用欧拉角可能产生的奇异问题,文中使用四元数形式的微分方程来描述飞行器的运动。首先运用Lyapunov方法,然后根据能量重置耗散思想,基于非线性脉冲混杂系统的扩展LaSalle不变集原理,设计了混杂脉冲大角度调节器。仿真结果表明:控制算法能在输入力矩有限的条件下较快地实现姿态大角度机动,具有设计简单、易于工程实现的特点。

关键词: 飞行器实验技术, 姿态控制, 大角度机动, Lyapunov方法, 输入受限, 四元数

Abstract:

The large angle attitude maneuver control of spacecraft with bounded inputs is investigated. To remove the singularity due to the use of Euler angle in large angle attitude maneuver, the kinematics of the spacecraft is described by quaternion. Using Lyapunov theory, and motivated by the recent results on invariant set stability theorems of nonlinear impulsive hybrid systems, a class of large angle attitude maneuver hybrid dynamical controller with bounded inputs is derived. Theoretical analysis and simulation results indicate that the proposed control algorithm has excellent dynamic performance and can be easily designed and realized.

Key words: experimental technology of aerocraft, attitude control, large angle attitude maneuver, Lyapunov approach, bounded inputs, quaternion

中图分类号: 

  • V442.22
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