常值推力太空飛行器自主交會對接魯棒控制方法研究

《常值推力太空飛行器自主交會對接魯棒控制方法研究》是依託中國礦業大學，由祁永強擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：常值推力太空飛行器自主交會對接魯棒控制方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：祁永強
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

本項目針對太空飛行器自主交會對接過程中對接精度，碰撞規避和安全撤離等問題，從魯棒和自適應的觀點出發，提出常值推力太空飛行器自主交會對接高性能控制器設計的基本原理和方法，研究常值推力作用下魯棒和自適應控制器的混合工作原理以及控制器所產生的性能限制。通過提出新的視覺測量算法來確定目標太空飛行器的相對位置參數，採用等時間劃分和等距離劃分的方法，來解決追蹤太空飛行器目標機動位置和推力器在各個軸向上的工作時間序列確定問題。通過改進魯棒控制器的設計條件或準則的保守性，解決常值推力作用下控制系統的不確定參數和自適應參數的確定問題，並進行科學的系統仿真。所得結果可套用到太空飛行器自主交會對接，碰撞規避和自主安全撤離等領域中的控制系統設計，具有重要的理論意義和廣泛的套用價值。

結題摘要

按照申請書中的研究內容和研究計畫，本項目完成了以下幾個方面的工作： 1、基於雙目三角視覺測量法對傳統卡爾曼濾波量進行改進, 對未知噪聲和系統模型誤差進行處理； 2、基於C-W方程，考慮系統不確定性、控制器擾動、外部干擾以及控制約束，提出了太空飛行器軌道交會魯棒控制器的設計問題； 3、利用時間序列分析的方法，考慮時滯及參數不確定的影響，採用動態輸出反饋控制策略，提出了新的魯棒控制器的設計條件和準則保守性方法； 4、從魯棒和自適應的觀點出發，利用參考模型跟蹤理論，研究了新的高性能控制混合方案； 5、利用Matlab軟體和移動機器人系統，系統地對交會對接，碰撞規避進行了仿真，並獲得了具有工程實際價值的實驗結果； 6、通過本項目的子課題和大學生科研創新項目，系統地訓練了學生查找資料、算法設計、論文撰寫，編程及軟體套用能力等，有效地提高了學生獨立思考、解決實際問題的實踐創新能力。