《基於網路化異構冗餘執行機構的快響衛星姿態控制方法》是依託哈爾濱工業大學，由葉東擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於網路化異構冗餘執行機構的快響衛星姿態控制方法
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：葉東
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對快速回響衛星的快速組裝、低成本、多模式套用的需求，以匯流排網路連線的、異構冗餘的執行機構在實際運行中可能遇到控制力矩分配、容錯控制以及匯流排數據擁堵的問題。針對異構冗餘力矩分配問題，採用橢球不確定集對模型的不確定性進行描述，建立多目標、多耦合、多約束的力矩最佳化分配模型，提出一種面向複雜環境的全域參數快速最佳化算法，並尋求該最佳化算法在收斂速度和魯棒性上的最優配置；研究基於離線上數據驅動的健康管理與姿態自癒合容錯控制方法，使控制系統在發生未知故障時具有恢復並保持可接受系統性能的能力；改變周期性傳送控制指令方式，在強非線性混雜系統約束下設計事件觸發機制，探索基於事件觸發通訊機制的衛星姿態控制新方法，降低匯流排通訊負擔。本項目旨在解決快速回響衛星網路化異構冗餘執行機構所帶來的姿態控制方面共性基礎科學問題，項目的研究成果為快速回響衛星套用效能提升提供必要的理論支持。
結題摘要
針對傳統的多飛輪能量最優分配策略中可能出現的某個飛輪力矩過大的問題，提出了一種系統能量和輸出裕度雙目標最佳化的分配策略；針對混合執行機構，以CMG框架角軸轉速及飛輪角加速度、轉速有關的能量指標，採用拉格朗日乘子法得到了局部最優的控制力矩分配；提出了一種基於疊代學習觀測器的三階滑模姿態容錯控制方法，在存在干擾力矩、系統外部干擾力矩及執行機構故障情況下實現太空飛行器高精度姿態穩定；設計了基於李雅普諾夫方法和嚴格下凸勢函式的姿態控制器，採用自適應滑模控制器解決執行機構飽和與外部干擾，解決了具有多種姿態約束區域的太空飛行器姿態控制問題；設計了一種自適應事件驅動控制方案，並引入徑向基函式神經網路來逼近未知非線性項的上界以減少了計算量，降低了控制系統數據的傳輸速率。項目的研究成果為低成本衛星控制系統性能提升提供必要的理論支持。
