×

基于积分滑模方法的多刚体航天器分布式定时姿态协调跟踪。 (英语) Zbl 1448.93046号

摘要:本文研究了多刚体航天器在存在外部扰动的情况下的分布式固定时间姿态协调跟踪控制问题。针对具有外部扰动的二阶系统,提出了一种新的积分滑模控制方案,该方案具有与初始条件无关的有界收敛时间。通过为每个航天器构造滑模估计器,消除了对相邻航天器控制输入信息的要求,减少了通信流量。引入固定时间扰动观测器来补偿外部扰动。然后,设计了复合姿态跟踪控制律,以保证跟踪误差在固定时间内收敛到零。利用李亚普诺夫方法证明了闭环系统的定时稳定性。最后,通过数值仿真验证了该控制方法的性能。

MSC公司:

93B12号机组 可变结构系统
93立方厘米 控制理论中的应用模型
93C73号 控制/观测系统中的扰动
93D05型 李亚普诺夫和控制理论中的其他经典稳定性(拉格朗日、泊松、(L^p、L^p)等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Ren,W.,《航天器编队飞行中的分布式姿态对准》,国际期刊Adapt。控制信号处理。,21, 2-3, 95-113 (2007) ·Zbl 1115.93338号
[2] Bae,J。;Kim,Y.,使用滑模控制器和神经网络的航天器编队自适应控制器设计,J.Frankl。研究所,349,2578-603(2012)·Zbl 1254.93085号
[3] 邵,S。;宗庆后。;田,B。;Wang,F.,无角速度测量的刚性航天器的有限时间滑模姿态控制,J.Frankl。研究所,354,12,4656-4674(2017)·兹比尔1367.93130
[4] 邹,A。;Ruiter,A。;Kumar,K.,控制输入饱和下刚性航天器的有限时间输出反馈姿态控制,J.Frankl。研究所,353,17,4442-4470(2016)·Zbl 1349.93174号
[5] 邹,A。;Kumar,K.,基于神经网络的输入饱和航天器编队飞行分布式姿态协调控制,IEEE Trans。神经网络。学习。系统。,1155-1162年7月23日(2012年)
[6] 李,X。;Song,S。;郭毅,带避障的欧拉-拉格朗日系统的鲁棒有限时间跟踪控制,非线性动力学。,93, 2, 443-451 (2018) ·Zbl 1398.93245号
[7] 宋,Z。;段,C。;苏,H。;胡杰,刚体航天器有限时间姿态跟踪的全阶滑模控制,IET控制理论应用。,12, 8, 1086-1094 (2018)
[8] 霍,B。;夏,Y。;卢克。;Fu,M.,刚性航天器的自适应模糊有限时间容错姿态控制,J.Frankl。研究所,352,10,4225-4246(2015)·Zbl 1395.93299号
[9] Levant,A.,《双滑模设计原理》,Automatica,43,4,576-586(2007)·Zbl 1261.93027号
[10] He,S。;Lin,D。;Wang,J.,自治航天器与有限时间收敛交会,J.Frankl。研究所,352,11,4962-4979(2015)·Zbl 1395.93149号
[11] 马·R。;张,G。;Krause,O.,《不确定非线性系统中使用积分链微分器的快速终端滑模有限时间跟踪控制及微分进化优化算法》,《国际鲁棒非线性控制》,28,2,625-639(2018)·Zbl 1390.93197号
[12] 陈,H。;Song,S。;Zhu,Z.,执行器饱和下刚性航天器的鲁棒有限时间姿态跟踪控制,国际控制自动化杂志。系统。,16, 1, 1-15 (2018)
[13] 宗庆后。;赵,Z。;张杰,基于积分滑模的自校正高阶滑模控制,IET控制理论应用。,4, 7, 1282-1289 (2010)
[14] 蒂瓦里,P。;Janardhanan,S。;Nabi,M.,使用自适应积分二阶滑模的刚性航天器姿态控制,Aerosp。科学。技术。,42, 50-57 (2015)
[15] Gui,H。;Vukovich,G.,具有执行器不确定性的航天器姿态跟踪自适应积分滑模控制,J.Frankl。研究所,352,12,5832-5852(2015)·Zbl 1395.93147号
[16] 张,J。;胡,Q。;Xie,W.,基于积分滑模的通信延迟航天器编队姿态协调跟踪,国际期刊系统。科学。,48, 15, 3254-3266 (2017) ·Zbl 1386.93075号
[17] 马,L。;王,S。;最小高度。;刘,Y。;Liao,S.,多刚体航天器分布式有限时间姿态动态跟踪控制,IET控制理论应用。,9, 17, 2568-2573 (2015)
[18] 安德里厄,V。;普拉,L。;Astolfi,A.,齐次逼近、递归观测器设计和输出反馈,SIAM J.控制优化。,47, 4, 1814-1850 (2008) ·兹比尔1165.93020
[19] Polyakov,A.,线性控制系统定时稳定的非线性反馈设计,IEEE Trans。自动。控制,57,8,2106-2110(2012)·Zbl 1369.93128号
[20] 施,X。;Zhang,Y。;周,D。;Zhou,Z.,带驱动器饱和和故障的刚性航天器的全球定时姿态跟踪控制,宇航学报,155325-333(2019)
[21] 高,J。;张,S。;Fu,Z.,带有执行器失调和故障的刚性航天器的固定时间姿态跟踪控制,IEEE Access,715696-15705(2019)
[22] 陈,Q。;谢S。;孙,M。;He,X.,不确定航天器的自适应非奇异定时姿态稳定,IEEE Trans。Aerosp.航空公司。电子。系统。,54, 6, 2937-2950 (2018)
[23] Huges,P.,《航天器姿态动力学》(1986),威利:威利·霍博肯
[24] 舒斯特,M.,《态度表征调查》,J.宇航员。科学。,41, 4, 439-517 (1993)
[25] Schaub,H。;Junkins,J。;Robinett,R.,航天器姿态控制问题的新惩罚函数和最优控制公式,J.Guid。控制动态。,20, 3, 428-434 (1997) ·Zbl 0894.49021号
[26] 斯隆廷,J。;Benedetto,M.,航天器的哈密顿自适应控制,IEEE Trans。自动。控制,35,7,848-852(1990)·Zbl 0709.93588号
[27] Filippov,A.,《具有不连续右和边的微分方程》(1988),Kluwer学术出版社:Kluwer-学术出版社,纽约·Zbl 0664.34001号
[28] 田,B。;左,Z。;严,X。;Wang,H.,双积分系统的定时输出反馈控制方案,Automatica,80,17-24(2017)·兹比尔1370.93202
[29] 左,Z。;Tie,L.,多智能体系统的分布式鲁棒有限时间非线性一致性协议,国际期刊系统。科学。,47, 6, 1366-1375 (2016) ·Zbl 1333.93027号
[30] 邹,A。;Ruiter,A。;Kumar,K.,航天器编队分布式有限时间无速度姿态协调控制,Automatica,67,46-53(2016)·Zbl 1335.93017号
[31] 隋伟,段国安,张明,多刚体航天器分布式定时输出反馈姿态协调跟踪控制,控制决策。。10.13195/j.kzyjc.2019.0968年
[32] Khoo,S。;谢林。;Man,Z.,多机器人系统的鲁棒有限时间一致性跟踪算法,IEEE Trans。机电一体化。,219-228年2月14日(2009年)
[33] Yu,X。;李,P。;Zhang,Y.,高超声速滑翔机固定时间观测器和有限时间容错控制的设计,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,65, 5, 4135-4144 (2018)
[34] 盆地,M。;Panathula,C.公司。;Shtessel,Y.,多变量连续定时间二阶滑模控制:设计和收敛时间估计,IET控制理论应用。,11, 8, 1104-1111 (2017)
[35] Fu,J。;Wang,J.,具有有界输入不确定性的二阶多智能体系统的固定时间协调跟踪,系统。对照Lett。,93, 1-12 (2016) ·Zbl 1338.93020号
[36] Sun,H。;李,S。;Sun,C.,高超声速飞行器的有限时间积分滑模控制,非线性动力学。,73, 1-2, 229-244 (2013) ·Zbl 1281.70016号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。