小卫星姿态反作用轮捕获的预测控制方法

有利于提高小卫星的功能密度。为在反作用轮速率饱和限制条件下获得较短的捕获时间,在极大值原理和非线性预测控制理论基础上提出了分步优化的思想,设计了用于姿态捕获的次最优控制器,避免了直接优化控制的困难。最后进行了仿真验证,结果表明该控制方法能在反作用轮速率饱和限制条件下较快地实现小卫星姿态捕获,且具有良好的鲁棒性。     

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     

机器人非线性连续预测控制

研究了一种机器人非线性连续预测控制方案,其预测模型通过对系统状态进行泰勒级数展开并作适当的截改进来获得,并通过优化性能指标求得控制律。与其他非线性模型预测控制相比,所得到的器具有解析形式,方法简单、计算量小、利用在线应用。仿真结果表明了非线性预测控制器的有效性。     

美国发射GRAIL月球引力探测器

为进一步了解月球,美国国家航空航天局（NASA）于9月10日在佛罗里达州卡纳维拉。尔角空军基地向月球发射了2个“重力勘测和内部研究实验室”（GRAIL）月球探测器,即GRAIL-A和B。该任务旨在探测月球引力场的细节,以期制作最精确的月球引力图。与其它行星探测任务不同,GRAIL任务采用了2个几乎完全相同的探测器。     

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Hammerstein模型的非线性预测函数控制

提出了只需线性动态优化的基于Hammerstein模型的非线性预测函数控制策略，其中非线性控制器由一个线性的预测函数控制器Hammerstein模型的非线性部分的反函数组成，实现了线性控制器的输出uPFC与闭环系统内部模型线性部分的输入完全一致，使模型的输出ym只依赖于uPFC，通过这种方式实现了非线性预测函数控制策略只需线性优化而不需要非线性滚动优化。过程的预测输出只需应用模型参数直接计算得到而不需要求解丢番图（Diophantine）方程。pH中和过程的计算机仿真结果表明，该控制算法比PID控制具有更好的控制品质。     

非线性系统模糊预测控制研究

研究了非线性系统模糊预测控制的结构原理和算法原理。推导了相应的模糊预测控制算法,提出了模糊模型的在线递推修正公式,并对典型的非线性系统模糊预测控制进行了仿真研究。研究结果表明,所提出的非线性系统模糊预测控制算法,具有软件实现简易、系统性能优良等优点。     

基于神经网络的非线性预测函数控制

给出了一种新的神经网络多步预估器结构,建立了CSTR过程的人工神经元网络的动态模型,并在此基础上提出了基于人工神经元网络模型的非线性预测函数控制算法．给出了非线性预测函数控制的具体实施步骤．计算机仿真表明。人工神经元网络模型的精度已满足预测控制的需要。该控制系统比常规PID控制器具有更好的控制效果．     

印度发射首个月球探测器

印度10月22日用一枚极地卫星运载火箭将印度首个月球探测器“月船1号”发射升空。“月船1号”将环绕月球两年。     

借月球引力节省火星探测器发射能量的方法

提出了通过月球引力加速来节省火星探测器发射燃料的方法。基于共面假设，采用轨迹的圆锥曲线拼接法，建立了简化的二维数学模型。编程计算得出了经过月球近旁转向后火星探测器的能量增加值和可节省的速度增量。结果表明：在发射火星探测器时，用此方法能够降低发射成本，具有较大的实用价值。     

大气层外拦截器开关式姿态控制律设计

以大气层外拦截器为背景,为了提高姿态控制系统对干扰力矩的鲁棒性,基于预测控制方法设计了开关式姿态控制律.将导引头视场约束和姿态角速度约束以输出约束的形式添加到预测控制的优化问题中,保证了目标不脱离视场.针对线性化后的姿态运动模型,采用约束"紧缩"的方法,通过适当的调整约束集,保证了算法的鲁棒性.在此基础上得到了带有开关输入的姿态控制对应的优化问题.仿真结果表明,本文给出的设计方法即使在存在较大干扰力矩的情况下仍然能够满足姿态控制精度要求.     

飞轮故障时的小卫星轮控与磁控联合控制方法

反作用飞轮和磁力矩器是现代小卫星姿态控制的主要执行机构,针对反作用飞轮故障情况,提出一种使用磁力矩器和反作用飞轮联合控制的故障处理方案.首先给出了具有控制分配环节的联合控制方案,在此基础上推导了故障模式下的控制分配策略和磁卸载算法.最后进行数学仿真,结果表明该算法在飞轮故障时能够动态实现故障隔离和系统重构,有效完成小卫星高精度姿态控制任务,且该方法鲁棒性能好、设计简单、易于在轨实时计算.     

基于RBF神经网络的非线性模型预测控制

提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的非线性模型预测控制系统,利用RBF神经网络的非线性拟合性,构建一个神经网络预测器(NNP)来预测模型未来时刻的输出值.然后利用神经网络控制器(NNC)实现基于模型的预测控制.仿真结果表明此方法具有较好的控制效果,并且在有扰动和模型失配的情况下,表现了良好的鲁棒性.     

Research on nonlinear attitude control algorithm for upper stage during multi-satellite disposing

For the issues of attitude strong coupling and the increments of attitude errors of upper stage during multi-satellite disposing,a three-axis stability nonlinear attitude control algorithm via feedback linearization is presented.By the definitions of coordinates and the attitude angle during multi-satellite disposing,the attitude dynamics and kinematics equations with Euler angles described are built.And the equations are equivalently linearized based on feedback linearization theory.A three-axis nonlinear predictive control algorithm is designed and the system robustness is analyzed.An example of mathematical simulation is completed using the Matlab/Simulink environment.Simulation results showed that the control algorithm has good disturbance rejection,rapidity,stability and robustness.     

基于MME准则估计卫星姿态的非线性滤波算法

结合矢量观测的特点，基于最小模型误差准则给出了一种确定卫星姿态的实时估计算法，称为预测滤波算法。该算法利用矢量观测信息，对动力学方程中的力矩模型误差进行预测，并利用预测值修正动力学模型，从而准确地估计卫星的三轴运动姿态，同时能获得角速度估计值。通过误差观测矢量的建立，进一步提出了能够简化准则函数的修正预测滤波算法。仿真结果证明，预测滤波算法及其修正算法克服了扩展卡尔曼滤波器的不足，能够有效地解决存在显著模型误差情况下的非线性估计问题。     

分箱式月球车的预测控制

设计了适应月球探测的分箱体可折叠的月球车移动机构.具有很大的柔性和很强的环境适应能力.为解决该移动系统的控制复杂性.基于一定的规则对复杂的月球车非线性模型进行建模,采用有控制约束的准Min-Max模型预测控制,实现从一个位置到另一个位置的运动.通过求解线性矩阵不等式(LMI)的凸优化获得状态反馈控制律,而LMI的可行性保证了闭环系统的稳定性.仿真表明在满足控制约束的条件下,采用预测控制实现对月球车移动系统目标探测是可行的.