×

基于双四元数形式的航天器交会超扭曲容错控制。 (英语) 兹比尔1510.93077

Zattoni,Elena(编辑)等人,第15届欧洲先进控制和诊断研讨会,ACD 2019。研讨会记录,2019年11月21日至22日,意大利博洛尼亚。查姆:斯普林格。莱克特。票据控制信息科学–程序。,257-278 (2022).
为了在绕地球圆轨道与被动目标交会任务中实现对特定故障的容错,采用了嵌套故障估计器的超扭曲控制器。所使用的设计技术基于双四元数形式,能够考虑相对位置和姿态运动之间的耦合。所考虑的故障情况得到了更现实的处理,即故障剖面被视为:(i)正缓慢漂移,直到推进器隔膜的最大打开位置;(ii)反向缓慢漂移,直到推进器隔膜关闭位置。利用李亚普诺夫理论,保证了有限时间内收敛到滑动面,并证明了其稳定性。高保真度模拟器的模拟结果说明了所获得结果的潜力,该模拟器考虑了太阳能电池阵列的柔性模式、推进剂晃动和最大尺寸的空间扰动(即重力梯度、磁场、太阳压力和空气动力学阻力)。
关于整个系列,请参见[Zbl 1491.93004号].

MSC公司:

93B35型 灵敏度(稳健性)
93B12号机组 可变结构系统
11兰特52 四元数和其他除法代数:算术、zeta函数
70平方米 轨道力学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Alfriend,K.,Vadali,S.R.,Gurfil,P.,How,J.,Breger,L.:《航天器编队飞行:动力学、控制和导航》,第2卷。爱思唯尔(2009)
[2] 克利福德,W.K.:数学论文。麦克米伦公司(1882)
[3] Danilidis,K.:使用双四元数进行手眼校准。Int.J.机器人。第18(3)号决议,286-298(1999)·doi:10.1177/02783649922066213
[4] Deng,Y.,Wang,Z.:使用扭振器表示法对航天器相对姿态运动进行建模和控制。J.指南。控制。动态。1147-1154 (2015)
[5] Dong,H.,Hu,Q.,Friswell,M.I.,Ma,G.:基于双四元数的容错控制,用于有限时间收敛的航天器跟踪。IEEE传输。控制系统。技术。25(4), 1231-1242 (2017) ·doi:10.1109/TCST.2016.2603070
[6] Dong,H.,Hu,Q.,Ma,G.:基于双四元数的有限时间收敛航天器编队飞行容错控制。ISA事务。61, 87-94 (2016) ·doi:10.1016/j.isatra.2015.12.008
[7] Filipe,N.,Tsiotras,P.:使用双四元数的无线性和角速度反馈的刚体运动跟踪。摘自:2013年欧洲控制会议(ECC),第329-334页。IEEE(2013)
[8] Filipe,N.,Tsiotras,P.:使用双四元数进行卫星近距离操作的自适应位置和姿态跟踪控制器。J.指南。控制。动态。38(4), 566-577 (2014) ·doi:10.2514/1.G000054
[9] Frank,P.,Garcia,E.A.,Köppen-Seliger,B.:故障检测和隔离建模与控制建模。数学。计算。模型。动态。系统。7(1), 1-46 (2001) ·Zbl 0992.93004号 ·数字对象标识代码:10.1076/mcmd.7.1.1.3633
[10] Gui,H.,de Ruiter,A.H.:具有控制分配的自适应容错航天器姿态跟踪。IEEE传输。控制系统。技术。99, 1-16 (2017)
[11] Gui,H.,Vukovich,G.:基于双四元数的航天器自适应运动跟踪,减少了控制工作量。非线性动力学。83(1-2), 597-614 (2016) ·Zbl 1349.93214号 ·doi:10.1007/s11071-015-2350-4
[12] Hajiyev,C.,Soken,H.E.:鲁棒自适应卡尔曼滤波器,用于在传感器/执行器故障情况下估计无人机动态。Aerosp.航空公司。科学。技术。28(1), 376-383 (2013) ·doi:10.1016/j.ast.2012.12.003
[13] 汉密尔顿,W.R.:习。关于四元数;或者在代数中的一个新的想象系统上。伦敦。爱丁堡。都柏林菲洛斯。《科学杂志》。33(219), 58-60 (1848)
[14] Henry,D,Cieslak,J,Colmenarejo,P,Branco,J,Santos,N.,Serra,P,Telaard,J,Strauch,H,Giordano,A.,De Stefano,M等:基于模型的故障诊断和容错控制:esa’e。脱轨任务。参加:2019(2019)年欧洲控制会议
[15] Henry,D.,Le Peuvédic,C.,Strippoli,L.,Ankersen,F.:航天器推进器故障的稳健基于模型的故障诊断。IFAC-PapersOnLine 48(21),1078-1083(2015)·doi:10.1016/j.ifacol.2015.09.670
[16] Jin,H.,Wiktor,P.,DeBra,D.:快速推进的最佳推进器配置设计和评估。控制。工程实践。3(8), 1113-1118 (1995) ·doi:10.1016/0967-0661(95)00104-3
[17] Jüttler,B.:使用双四元数曲线可视化移动对象。计算。图表。18(3), 315-326 (1994) ·doi:10.1016/0097-8493(94)90033-7
[18] Kristiansen,R.,Loría,a.,Chaillet,a.,Nicklasson,P.:领导-跟随航天器编队中相对平移的输出反馈控制。见:《集团协调与合作控制》,第131-151页。斯普林格(2006)·Zbl 1217.93125号
[19] Kristiansen,R.、Loría,a.、Chaillet,a.、Nicklasson,P.J.:无角速度测量的航天器相对旋转跟踪。Automatica 45(3),750-756(2009)·Zbl 1168.93333号 ·doi:10.1016/j.automatica.2008.10.012
[20] Lee,D.:使用具有输入饱和的滑模控制的航天器耦合跟踪机动。J.航空公司。工程28(5),04014136(2014)
[21] Lee,D.,Sanyal,A.K.,Butcher,E.A.:分散避碰航天器编队飞行的渐近跟踪控制。J.指南。控制。动态。38(4), 587-600 (2014) ·文件编号:10.2514/1.G000101
[22] Levant,A.:通过滑模技术实现稳健的精确微分。Automatica 34(3),379-384(1998)·Zbl 0915.93013号 ·doi:10.1016/S0005-1098(97)00209-4
[23] Ferreira de Loza,A.、Cieslak,J.、Henry,D.、Zolghadri,A.、Fridman,L.M.:基于软管观察和识别的扰动和一类执行器故障系统的输出跟踪。Automatica 59,200-205(2015)·Zbl 1326.93034号
[24] de Loza,A.F.、Cieslak,J.、Henry,D.、Dávila,J.和Zolghadri,A.:使用非均匀高阶滑模观测器对运输飞机进行传感器故障诊断。IET控制理论应用。9(4), 598-607 (2015) ·doi:10.1049/iet-cta.2014.0226
[25] Montenbruck,O.,Gill,E.:卫星轨道。模型、方法、应用,第4版。施普林格(2012)·Zbl 0949.70001号
[26] Moreno,J.A.,Osorio,M.:超扭曲算法的严格lyapunov函数。IEEE传输。自动。控制57(4),1035-1040(2012)·Zbl 1369.93568号 ·doi:10.1109/TAC.2012.2186179
[27] Philip,N.K.,Ananthasayanam,M.:航天器自主对接任务最后阶段的相对位置和姿态估计及控制方案。宇航员演员。52(7), 511-522 (2003) ·doi:10.1016/S0094-5765(02)00125-X
[28] Sidi,M.J.:《航天器动力学与控制:实用工程方法》,第7卷。剑桥大学出版社(1997)
[29] Singla,P.,Subbarao,K.,Junkins,J.L.:测量不确定性下航天器交会对接的自适应输出反馈控制。J.指南。控制。动态。29(4), 892-902 (2006) ·数字对象标识代码:10.2514/1.17498
[30] Von den beuegungen und umlegungen:研究,E.I.und ii。abhandlung。《数学年鉴》39,441-565(1891)
[31] Walker,M.W.,Shao,L.,Volz,R.A.:使用双数四元数估计三维位置参数。CVGIP:图像理解。54(3), 358-367 (1991) ·Zbl 0777.68102号
[32] Wang,J.,Liang,H.,Sun,Z.:基于双四元数的六自由度航天器跟踪有限时间控制。程序。仪器机械。工程第G部分:J.Aerosp。工程227(3),528-545(2013)
[33] Wang,J.,Liang,H.,Sun,Z.,Zhang,S.,Liu,M.:基于双数字描述的航天器编队有限时间控制。J.指南。控制。动态。35(3), 950-962 (2012) ·doi:10.2514/1.54277
[34] Wang,J.,Sun,Z.:航天器编队飞行的六自由度鲁棒自适应终端滑模控制。宇航员演员。73, 76-87 (2012) ·doi:10.1016/j.actaastro.2011.12.005
[35] Wang,J.Y.,Liang,H.Z.,Sun,Z.W.,Wu,S.N.,Zhang,S.J.:基于对偶四元数的相对运动耦合控制。Aerosp.航空公司。科学。技术。25(1), 102-113 (2013) ·doi:10.1016/j.ast.2011.12.013
[36] Wu,J.,Han,D.,Liu,K.,Xiang,J.:航天器编队飞行相对位置和相对姿态跟踪的非线性次优同步控制。J.弗兰克尔。第352(4)号指令,1495-1520(2015)·兹比尔1395.93024 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2015.017.017
[37] Wu,J.,Liu,K.,Han,D.:具有输入约束的航天器六自由度相对运动的自适应滑模控制。宇航员演员。87, 64-76 (2013) ·doi:10.1016/j.actaastor.2013.01.015
[38] Wu,Y.,Hu,X.,Hu.,D.,Li,T.,Lian,J.:基于对偶四元数的捷联惯性导航系统算法。IEEE传输。Aerosp.航空公司。电子。系统。41(1), 110-132 (2005) ·doi:10.1109/TAES.2005.1413751
[39] Xuan,P.,Xiapping,S.,Yupeng,G.:使用双四元数对航天器相对运动动力学进行集成建模。J.系统。电子工程。29(2), 367-377 (2018) ·doi:10.21629/JSEE.2018.02.17
[40] Yang,Z.,Hua,S.,Hongzhuan,Q.,Chengrui,L.:基于控制冗余的非线性系统的控制可重构性。2012年IEEE第十届工业信息学国际会议(印度),第815-820页。IEEE(2012)
[41] Zenteno Torres,J.、Cieslak,J.,Henry,D.、Davila,J.:适用于火星交会任务的故障补偿标准。参加:第十四届先进控制与诊断国际研讨会(2017年)
[42] Zenteno-Torres,J.、Cieslak,J.,Henry,D.、Dávila,J.:航天器与被动目标交会的跟踪后退滑模控制。在:2018 UKACC第12届国际控制会议(Control),第69-74页。IEEE(2018)
[43] Zhang,F.,Duan,G.:基于对偶四元数的刚性航天器的鲁棒综合平移和旋转有限时间机动。In:Aiaa制导、导航和控制会议,第6396页(2011年)
[44] Zhang,K.,Jiang,B.,Cockempot,V.:基于自适应观测器的快速故障估计。国际J控制自动。系统。6(3), 320-326 (2008)
[45] Zhou,B.,Lin,Z.,Duan,G.R.:带约束控制的椭圆轨道交会的Lyapunov微分方程方法。J.指南。控制。动态。34(2), 345-358 (2011) ·数字对象标识代码:10.2514/1.52372
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。