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| 1 | 非合作交会对接的姿态和轨道耦合控制显示文摘航天器与非合作目标进行交会对接时,要求控制器能保证二者不发生碰撞.然而,针对航天器非合作交会对接中的避碰问题,还没有成熟的控制策略.本文以服务航天器体坐标系为参考坐标系建立航天器相对姿态轨道耦合运动模型,利用滑模控制设计了一种姿态轨道耦合控制器实现交会对接.通过利用人工势函数理论和基于蔓叶线的虚拟障碍物模型,控制器可以严格地保证服务航天器运行在安全区域内部,避免与目标航天器碰撞.通过李雅普诺夫理论可以证明系统在控制器的作用下是渐近稳定的.数值仿真进一步说明了所提出的控制器的有效性. | 郭永 宋申民 李学辉 | 2016 | 控制理论与应用2016，33，5： | 19 |
| 2 | 航天器姿态跟踪有限时间饱和控制显示文摘针对卫星姿态跟踪系统,在无扰动和有扰动的情况下,利用双曲正切函数和辅助系统设计两个有限时间饱和控制器.双曲正切函数可以严格地保证卫星姿态跟踪系统的控制输入是有界的.通过李雅普诺夫理论可以证明,系统在两个控制器的作用下既是渐近稳定的又是有限时间稳定的,系统可以快速收敛到平衡点.数值仿真进一步表明了所提出的有限时间控制器的有效性. | 宋申民 郭永 李学辉 | 2015 | 控制与决策2015，30，11： | 13 |
| 3 | Extended state observer-based third-order sliding mode finite-time attitude tracking controller for rigid spacecraft显示文摘In this paper, the attitude tracking control problem for a rigid spacecraft in the presence of system parameter uncertainties and external disturbances is addressed. First, a new nonsingular finite-time sliding surface is introduced and third-order sliding mode finite-time attitude control law is designed to achieve precise accurate tracking responses and robustness against inertia uncertainties and external disturbances.The stability of the closed-loop system is rigorously proved using the Lyapunov stability theory. Then, a new finite-time extended state observer is established to estimate total disturbances of the system. The extended stated observer-based sliding mode control technique yields improved disturbance rejection and high-precision attitude tracking. Moreover, this control law can avoid the unwinding phenomenon and overcome the input saturation constraint by introducing an auxiliary variable to compensate for the overshooting. A Lyapunov based analysis is provided to guarantee sufficiently small observation error and stabilization of the closed-loop system in finite time. Numerical simulations are conducted to verify the effectiveness of the proposed control method. | Chutiphon PUKDEBOON | 2019 | Science China(Information Sciences)2019，62，1： | 12 |
| 4 | 组合体航天器有限时间超螺旋反步姿态控制显示文摘针对服务航天器与非合作空间目标构成的组合体航天器的姿态控制问题,提出一种基于干扰观测器的有限时间控制策略。首先,设计一种改进的超螺旋干扰观测器对由非合作目标导致的较大转动惯量不确定性及外界干扰进行观测,并分析了观测误差的有限时间收敛特性;然后,结合反步法设计了有限时间姿态控制器,同时引入指令滤波器提高了反步法的控制性能;最后,通过数值仿真校验了所提算法的有效性。 | 马广富 高寒 吕跃勇 宋婷 袁建平 | 2017 | 宇航学报2017，38，11： | 8 |
| 5 | 基于气浮台的交会对接模拟及姿态跟踪控制显示文摘针对交会对接中卫星的姿态跟踪控制问题,设计了一种鲁棒有限时间控制算法。首先,设计并采用两个六自由度气浮台模拟交会对接的两颗卫星,搭建交会对接地面物理仿真系统。其次,应用姿态误差函数,推导描述气浮台追踪器相对于气浮台目标器姿态运动的姿态误差动力学模型。最后,基于此模型采用反步法思想给出了该控制算法的详细设计。李雅普诺夫理论推导和仿真结果表明,在存在边界未知的有界外界扰动的情况下,该控制算法可以使气浮台追踪器在20 s内实现对姿态随时间改变的气浮台目标器的准确跟踪,并保证系统的稳定性。 | 黄成 陈兴林 王岩 周乃新 | 2015 | 中国惯性技术学报2015，23，6： | 4 |
| 6 | 近距离跟踪指向空间非合作目标有限时间控制显示文摘追踪航天器在对空间非合作目标进行近距离跟踪与监视时,需要接近非合作目标并从特定方位保持对目标的指向与观测.针对非合作目标存在姿态翻滚以及未知轨道机动时追踪航天器保持近距离跟踪与指向的问题,在视线坐标系和体坐标系下分别建立了相对轨道和姿态的动力学方程,并构建了对轨道与姿态同步控制的六自由度模型,利用RBF神经网络对系统不确定性及未知的目标运动参数进行自适应估计和补偿,采用反步法思想设计控制器使追踪航天器在有限时间内收敛到期望的相对轨道和姿态并维持保持状态.进一步考虑控制输入饱和、死区等非线性特性,对控制律进行改进.改进后的控制算法可以有效地提高控制精度,仿真结果验证了控制对象模型和控制算法的有效性. | 马广富 孙延超 凌惠祥 李传江 | 2017 | 哈尔滨工业大学学报2017，49，4： | 3 |
| 7 | Event-triggered adaptive control for attitude tracking of spacecraft显示文摘Plug-and-play technology is an important direction for future development of spacecraft and how to design controllers with less communication burden and satisfactory performance is of great importance for plug-and-play spacecraft. Considering attitude tracking of such spacecraft with unknown inertial parameters and unknown disturbances, an event-triggered adaptive backstepping controller is designed in this paper. Particularly, a switching threshold strategy is employed to design the event-triggering mechanism. By introducing a new linear time-varying model, a smooth function, an integrable auxiliary signal and a bound estimation approach, the impacts of the network-induced error and the disturbances are effectively compensated for and Zeno phenomenon is successfully avoided. It is shown that all signals of the closed-loop system are globally uniformly bounded and both the attitude tracking error and the angular velocity tracking error converge to zero. Compared with conventional control schemes, the proposed scheme significantly reduces the communication burden while providing stable and accurate response for attitude maneuvers. Simulation results are presented to illustrate the effectiveness of the proposed scheme. | Chenliang WANG Yun LI Qinglei HU Jian HUANG | 2019 | Chinese Journal of Aeronautics2019，32，2： | 3 |
| 8 | 航天器快速有限时间姿态跟踪输入饱和控制显示文摘针对航天器姿态跟踪控制问题,设计一类考虑输入饱和的快速有限时间姿态跟踪控制器。采用四元数描述法建立航天器姿态模型,结合最优控制理论和快速有限时间稳定理论,对航天器姿态模型设计快速有限时间姿态控制器,并引入一类新型的饱和函数用以保证航天器控制力矩的输出受限。理论分析表明,所设计的控制器能保证收敛误差在有限时间内快速收敛于零。数值仿真结果验证了本设计方案的有效性。 | 张晓伟 陈明 | 2020 | 辽宁科技大学学报2020，43，6： | 2 |
| 9 | 研究自适应固定时间的空天飞行器姿态滑模控制显示文摘空天飞行器属于新一代天地往返飞行器,具有成本低、速度快、收益高的优势,然而对其控制系统要求比较高,于是研究控制器的有限时间收敛比较重要。于是,文章首先对空天飞行器姿态变化的数学模型进行建立,然后当存在干扰情况下,设计自适应固定时间滑膜控制。通过仿真对模型进行检测,发现具有更好的鲁棒性、稳定性和实用性。 | 宋杉 丁美丽 王桂明 杨毅 陶涛 | 2020 | 粘接2020，44，11： | 2 |
| 10 | Near minimum-time feedback attitude control with multiple saturation constraints for agile satellites显示文摘Agile satellites are of importance in modern aerospace applications,but high mobility of the satellites may cause them vulnerable to saturation during attitude maneuvers due to limited rating of actuators.This paper proposes a near minimum-time feedback control law for the agile satellite attitude control system.The feedback controller is formed by specially designed cascaded sub-units.The rapid dynamic response of the modified Bang–Bang control logic achieves the near optimal property and ensures the non-saturation properties on three-axis.To improve the dynamic performance,a model reference control strategy is proposed,in which the on-line near optimal attitude maneuver path is generated by the cascade controller and is then tracked by a nonlinear back-stepping controller.Furthermore,the accuracy and the robustness of the control system are achieved by momentum-based on-line inertial identification.The rapid attitude maneuvering can be applied for tasks including the move to move case.Numerical simulations are conducted to verify the effectiveness of the proposed control strategy in terms of the saturation-free property and rapidness. | Liu Xiangdong Xin Xing Li Zhen Chen Zhen Sheng Yongzhi | 2016 | Chinese Journal of Aeronautics2016，29，3： | 2 |
| 11 | 异结构不确定混沌系统同步的Backstepping设计显示文摘基于backstepping控制方法研究了两个异结构不确定混沌系统之间的同步问题。根据Lyapunov稳定性理论设计了一种识别Genesio混沌系统未知参数的观察器以及同步控制器,使用backstepping方法实现两个异结构不确定混沌系统之间的同步。选取不确定的Genesio系统和Lü系统分别作为驱动系统和响应系统进行数值模拟,从而证明了该观察器与控制器的有效性。 | 程世红 常欢 | 2015 | 自动化技术与应用2015，34，11： | 2 |
| 12 | 自适应固定时间的空天飞行器姿态滑模控制显示文摘针对空天飞行器的姿态控制问题,设计了一种自适应的固定时间滑模控制器。其主要分为三大部分:固定时间收敛的滑模面、控制律和自适应律。固定时间滑模控制器的优势在于,可以在不知道系统任何初始信息的情况下,使飞行器姿态在固定的时间内收敛到镇定状态。但是其没有考虑干扰带来的问题,因此引入自适应的方法处理干扰,增加系统的鲁棒性。最终通过数学分析、仿真结果和与其它控制器的比较,验证了设计的控制器的有效性和鲁棒性。 | 刘伯健 李爱军 黄兵 | 2019 | 计算机仿真2019，36，11： | 1 |
| 13 | 基于嵌入式的智能搜救无人机飞控系统设计显示文摘针对当前搜救无人机飞控系统控制性能差的问题,基于嵌入式平台进行了搜救无人机的飞控系统设计,以提高搜救无人机的飞行稳定性,并提出一种基于LM-Smith神经网络泛函的搜救无人机飞行控制算法。飞控系统设计主要包括控制算法设计和硬件模块设计两大部分,采用最小信息熵进行LM-Smith神经网络泛函加权,对被控对象进行模式识别和稳定性自适应修正,对飞行控制的位置偏移进行完全跟踪补偿,通过构建的LM-Smith神经网络泛函的控制器,获得渐进稳定收敛的飞行控制算法。以S3C2440A ARM9处理器作为控制核心和以Micro2440为核心主控板,基于嵌入式Linux系统加载控制程序,实现了控制系统改进设计。为验证飞控系统与控制算法的有效性和适用性,进行了性能测试与分析。测试结果表明,所构建的飞控系统在智能搜救无人机飞行控制中具有较高的轨迹跟踪控制精度,姿态稳定性和控制性能较好。 | 卢清秀 | 2017 | 计算机技术与发展2017，27，2： | 1 |
| 14 | 航天器姿轨控制研究综述:微分几何控制方法显示文摘作为空间任务顺利执行的关键技术,航天器姿态和轨道控制具有典型的非线性特征,其本质是对在矩阵李群SO(3)和SE(3)上演化的动态系统进行控制.与传统的参数化模型相比,航天器的矩阵李群模型对姿轨表征具有全局性、非奇异性和唯一性等固有优势,为控制设计提供了数学简洁、精度高、适用性好的模型基础.因此,近年来基于微分几何控制方法直接对其进行系统分析和控制设计的研究逐渐兴起,取得了一系列突破性成果.鉴于此,首先,系统地论述微分几何控制理论在航天器姿轨控制应用中的研究现状和进展;然后,面向空间任务的实际需要,分别对基于矩阵李群模型的单体航天器姿态控制、姿轨耦合控制、网络化航天器集群姿轨协同控制3个技术方向加以讨论;最后,对上述研究领域中存在的难题和挑战进行总结,并对未来发展方向进行展望. | 姜斌 孟庆开 杨浩 | 2023 | 控制与决策2023，38，8： | 0 |
| 15 | 面向集群飞行的微小卫星姿态容差估计与快速精细控制方法显示文摘针对微小卫星集群执行空间非合作目标操控等任务时对单星自身姿态的确定与快速控制问题,本文提出了一种容差估计与快速精细控制方法.该容差估计方法设计了一种鲁棒性强的中心误差熵稀疏高斯埃尔米特求积滤波器,实现了厚尾非高斯测量噪声作用下的姿态高精度估计.此外,该方法基于一种新的预定时间姿态跟踪精细控制器设计而成,在预定时间内精确估计并精细补偿了姿态动力学模型误差,并在执行器控制能力受限条件下实现了对高动态强时变姿态轨迹的预定时间跟踪控制,率先同时解决了执行器能力受限与姿态预定时间控制问题.将该方法应用于某型微小卫星姿态控制系统设计,仿真结果表明该方法能显著地提高姿态估计精度与姿态跟踪控制速率. | 陈小前 冉德超 曹璐 | 2023 | 控制理论与应用2023，40，12： | 0 |
| 16 | 小天体地形动态模拟与着陆视景仿真系统设计显示文摘针对小天体探测器着陆段光学图像导航难以开展实验验证等问题,基于虚拟现实设计小天体地形动态模拟与着陆视景仿真系统,实现了探测器姿态设计及着陆序列图像获取。运用三维建模技术建立小天体模型,利用加权最小二乘法实现模型网格光顺;采用线性插值处理贴图,通过球面映射与立体投影映射相结合实现纹理映射;开发虚拟视景仿真场景,根据旋转矩阵法实现探测器姿态设计。实验表明:仿真系统能够满足探测器着陆段图像导航验证需求,可以实现对小天体地形动态观测及着陆图像获取,图形质量高、实时性好,通过具体实例仿真验证了该系统的有效性。 | 姚文龙 刘毅 邵巍 孙玉洁 | 2022 | 深空探测学报(中英文)2022，9，4： | 0 |
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