基于欧拉四元数的欠驱动航天器姿态稳定性滑模控制

针对欠驱动航天器姿态稳定的非线性控制设计问题,给出了欠驱动航天器的姿态动力学方程和基于四元数描述的姿态运动学方程。根据航天器欠驱动轴的角速度分量是否为零分别设计相应的姿态稳定控制律。欠驱动轴角速度分量不为零时引进角速度误差和滑模函数,提出基于滑模函数的反馈控制律,使欠驱动航天器姿态达到稳定状态。数值仿真实验结果表明了所设计控制律的有效性。     

欠驱动航天器姿态稳定的非线性控制

针对欠驱动航天器姿态稳定的非线性控制设计问题,给出了欠驱动航天器姿态运动的运动学方程和动力学方程,并将姿态四元数和角速度整合,引进分段连续变量和相应的时变函数,提出周期性连续时变反馈控制律,使欠驱动航天器姿态达到稳定状态.数值仿真实验结果表明了所设计控制律的有效性.     

基于中心流形理论的欠驱动航天器姿态控制

考虑一类欠驱动航天器的执行机构为喷气推力器,根据航天器姿态动力学理论,建立欠驱动航天器姿态动力学方程。对于仅有两个反作用飞轮的零动量姿态控制系统设计了不连续的状态反馈控制器。基于给出的欠驱动航天器姿态动力学方程,设计控制律,利用中心流形方法判别驱动航天器系统在临界情形下的稳定性,得出欠驱动航天器姿态达到稳定状态的稳定性控制参数条件。数值仿真验证了所设计控制律的有效性。     

欠驱动航天器姿态调节滑模控制

针对欠驱动航天器的姿态调节问题,设计了基于滑模变结构控制方法的控制器．给出基于四元数的三轴稳定欠驱动航天器动力学模型和运动学模型,在此基础上首先利用广义逆和二阶滑模趋近律设计了航天器欠驱动轴的姿态调节控制律,给出了欠驱动轴控制器所具有的一般形式,分析了控制器的可实现性,并引入微小摄动量以保证控制器解的存在,在保证欠驱动轴稳定的情况下,又设计了一阶滑模趋近律控制器实现可控轴的调节,最后证明了该控制方法在干扰作用下是有界稳定的,并进行了数值仿真,验证了所推导控制律对欠驱动航天器姿态调节控制的有效性．     

基于粒子群算法的航天器姿态运动规划

当将万向节的相对转动角速度作为航天器系统姿态运动规划的控制输入变量时,由于航天器系统的控制输入的数目少于系统的自由度数目,系统的姿态运动成为典型的欠驱动非完整系统的运动规划问题,其运动控制问题变得非常复杂。提出了一种应用粒子群算法优化系统姿态运动规划的数值算法。数值仿真结果表明了该方法的有效性。     

物理约束下的反演自适应姿态控制

针对存在参数摄动、外部干扰和物理约束的航天器姿态控制问题,设计了一种鲁棒姿态控制器。基于反演控制策略,先对外环系统设计了有界虚拟角速度。接着,对显式存在控制饱和约束的姿态动力学系统进行变换,分离出存在摄动和干扰的不确定项,并采用自适应更新律估计复合不确定项;再基于障碍Lyapunov函数设计姿态控制器,将实际角速度与虚拟角速度的跟踪误差,限制在预设有界范围内,最终在实现全局渐近稳定的同时,满足了角速度有界的约束。最后数值仿真验证了姿态控制器的强鲁棒性,低耗能性和航天器的高飞行品质特性。     

应用滑动模态和时间尺度分离的航天器姿态控制

研究了基于时间尺度分离和滑动模态的航天器姿态控制问题.利用时间尺度分离的方法将航天器状态分成对应于姿态角的慢子系统和对应于姿态角速度的快子系统,从而构成内外两个控制回路,外回路跟踪给定的姿态角,内回路跟踪设计的姿态角速度.针对每个子系统分别设计PI型的滑动平面,在Lyapunov稳定性分析的基础上,推导出两个回路的变结构控制律.仿真结果证明了所提控制方法能够克服大幅值、高频率的外部干扰,比传统控制方法具有更高的精度和鲁棒性.     

一种非线性姿态系统的渐近解耦控制律

介绍了一种非线性姿态系统的渐近解稳定控制律。从卫星姿态控制的具体问题出发,针对姿态系统模型自身的非线性特点和控制任务要求,将原非线性控制系统变换为一渐近解耦、渐近稳定系统。在三个体轴旋转角速度和三个姿态角都可以得到的前年下,选取姿态角偏差作了新的状态变量,给出角偏差方程解耦时体轴旋转角速度所应满足的一个条件,并通过构造一类稳定的系统,求解出使这个解耦条件渐近成立的非线性反馈稳定控制律。所得到的渐近     

应用滑动模态和时间尺度分离的航天器姿态控制

研究了基于时间尺度分离和滑动模态的航天器姿态控制问题．利用时间尺度分离的方法将航天器状态分成对应于姿态角的慢子系统和对应于姿态角速度的快子系统，从而构成内外两个控制回路，外回路跟踪给定的姿态角，内回路跟踪设计的姿态角速度．针对每个子系统分别设计PI型的滑动平面，在Lyapunov稳定性分析的基础上，推导出两个回路的变结构控制律．仿真结果证明了所提控制方法能够克服大幅值、高频率的外部干扰，比传统控制方法具有更高的精度和鲁棒性．     

封面图片说明

正封面图片来自本期论文"角速度约束卫星编队控制与虚拟演示验证",图片是视景仿真中角速度约束下跟随者航天器对领航者航天器姿态跟随卫星编队控制图.针对角速度约束下卫星编队姿态同步控制问题,提出一种附加系统动态-姿态同步控制器综合设计策略.首先,考虑角速度约束影响,建立约束下卫星编队模型;其次,建立姿态跟踪误差方程,将角速度约束转化为角速度跟踪误差约束,并设计新型有限时间附加系统动态,保证姿态变化满足约束要求;然后,基于附加系统状态,设计姿态同步控制器,     

基于(w，z)参数轴对称3D刚体摆姿态PD控制

基于(w,z)参数化轴对称Three Dimensions(3D)摆的姿态控制问题研究,提出(w,z)参数描述姿态描述方法。该方法通过2次绕正交轴旋转,引入复变量,将球面上的点向复平面投影。提出Proportion Differentiation(pd)控制对轴对称3D摆的姿态控制方法。首先列出轴对称3D摆的动力学方程,以(w,z)参数表示轴对称3D摆的姿态运动学方程及推导过程。利用(w,z)参数设计出PD控制器,使得轴对称3D刚体摆在其倒立位置渐近稳定。仿真实验验证了控制器对轴称3D摆姿态控制的有效。     

不定方程x~3十y~3十z~3十ω~3＝0的全部整数解

推广了华罗庚关于不定方程ｘ３十ｙ３十ｚ３十ω３＝０的整数解公式，并得到了该方程的全部整数解。     

三角函数与双曲函数的统一性

复数二元方程ｚ＾２＋ｗ＾２＝１包含了圆ｘ＾２＋ｙ＾２＝１及双曲线ｘ＾２－ｙ＾２＝１,用二阶常微分方程求ｚ＾２＋ｗ＾２＝１参数解,然后对这个参数解析出限制,既可得到三角函数的余弦与余弦,又可得到双曲余弦与双曲正弦,仿此做法,由旋转变变换导出双曲变换,再用待定系数的方法推出狭义相对论的洛伦兹变换公式。     

进给机构磁悬浮系统的解耦控制分析

进给机构的磁悬浮系统由于结构的特点在进给运动中存在着水平y方向及垂直z方向的磁力和位移耦合现象．为此,分析推导了该磁悬浮系统的动力学方程,建立了相应的磁悬浮控制系统的状态方程．理论分析计算及仿真结果表明：通过采用状态反馈结合输入变换,可以使原来包含着变量间耦合的复杂控制系统实现解耦控制,简化了磁悬浮系统的控制过程,有利于提高进给机构运动的平稳性和定位精度．     

A class of symmetric wavelets and regularity analysis

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＷｅｈａｖｅｋｎｏｗｎｔｈａｔａｓｃａｌｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎ φ(ｘ) ∈Ｌ2 (Ｒ) ,ｗｈｉｃｈｇｅｎｅｒａｔｅｓａｍｕｌｔｉｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ ,ｗｉｌｌｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｅｑｕａｔｉｏｎ[1]φ(ｘ) =∑ｋ∈Ｚｈｋφ(2ｘ -ｋ) (ｈｅｒｅＺｉｓａｎｉｎｔｅｇｅｒｓｅｔ.)(1)Ａｎｄａｗａｖｅｌｅｔｆｕｎｃｔｉｏｎψ(ｘ) ∈Ｌ2 (Ｒ)ｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｆｏｒｍｕｌａ (2 )ψ(ｘ) =∑ｋ∈Ｚ(- 1) ｋ ｈ1-ｋφ(2ｘ -ｋ) . (2 )Ｉｆｔ…     

关于多项式插补

<正>~~     

钢筋混凝土板弯曲分析的边界单元法

用非奇异基本解建立求解钢筋混凝土板弯曲问题的边界积分方程。非奇异基本解取自各向同性板弯曲问题齐次微分方程的一般解和完备系 ,使求解边界积分方程容易。文中对边界未知量采用样条插值 ,计算精度良好。     

磁微极流体方程在临界Sobolev空间解的渐进性质

运用能量估计的方法,在临界Sobolev空间H1/2(R3)中,研究了三维不可压磁微极流体方程小初值整体强解的渐进性质.设(u,ω,b)是三维不可压磁微极流体方程在临界Sobolev空间H1/2(R3)中小初值(u0,ω0,b0)∈H1/2(R3)对应的整体强解,那么解的H1/2(R3)范数‖u,ω,b‖H1/2关于时间t是非增函数,且当t→+∞时,极限为0;并且使得整体强解(u,ω,b)存在的小初值(u0,ω0,b0)构成的集合是空间H1/2(R3)中的开集.     

离散系统的初始条件剖析

N阶离散系统的分析 ,就是求解给定一组初始条件的差分方程。求解的方法分为经典的求解法和零输入响应加零状态响应法。齐解和零输入响应的形式在给定同一差分方程的条件下是相同的 ,确定齐解和零输入响应待定系数的初始条件是不同的。前者是激励和系统储能共同引起的 ,而后者仅是系统储能引起的。因此 ,为严格区分这两种性质不同的条件 ,有的教科书和文献称前者为初始条件 (0 + ) ,后者称之为起始条件 (0 -)。当差分方程描述的是因果系统 ,一般有 y(n) |n <0 一定是零输入响应的初始条件。但是 ,存在一个k >0使得 y(n) |n 相似文献   

多处理机系统中微分方程的分块并行求解

着重讨论了一类微分方程－齐次Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程在多处理机系统中的并行求解，即分块并行求解。同时讨论了该算法的网络实现及在实现过程中进程间的同步与传输控制的设计。