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基于液体晃动干扰观测器的航天器混沌姿态H∞控制

秦利 刘福才 梁利环 侯甜甜

基于液体晃动干扰观测器的航天器混沌姿态H∞控制

秦利, 刘福才, 梁利环, 侯甜甜
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  • 针对航天器受液体燃料晃动及内外周期性微小激励耦合影响产生混沌运动的问题,提出了基于神经网络干扰观测器的自适应H∞鲁棒控制方案,以实现充液航天器混沌姿态运动的消除与液体燃料晃动的抑制. 基于神经网络的非线性逼近能力设计干扰观测器,自适应跟踪补偿液体晃动、参数不确定及外扰引起的耦合扰动,解决液体燃料晃动角速度及外扰不易直接测量的问题,提高控制器对系统不确定的自适应能力及液体晃动的抑制能力. 同时考虑观测误差与模型不精确问题,利用H∞控制策略提高控制器的鲁棒性. 通过与现有常用控制策略的对比仿真研究,验证了控制方案的有效性及优势.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61304025)、国家高技术研究发展计划(863计划)和河北省自然科学基金(批准号:F2014203234)资助的课题.
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    Ahmad1 S, Yue B Z 2012 Chin. Phys. Lett. 29 060501

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    Doroshin A V 2014 Ata Astronautica 94 563

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    Aslanov V, Yudintsev V 2012 Chaos, Solitons & Fractals 45 1100

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    Jia F L, Xu W, Li H N, Hou L Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 100503 (in Chinese)[贾飞蕾, 徐伟, 李恒年, 侯黎强 2013 物理学报 62 100503]

    [12]

    Thomas S S, Kang J Y, Victoria L C 2010 Proceeding of AIAA Guidance, Navigation and Control Conference Toronto, Canada, August 2-5, 2010 p1

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    Sira-Ramirez H, Fliess M 2002 Proceedings of American Control Conference Hilton Anchorage and Egan Convention Center Anchorage, Alaska, USA, May 8-10, 2002 p2909

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    Kurode S, Bandyopadhyay B, Gandhi P S 2008 International Workshopon Variable Structure Systems Antalya, Turkey, July, 2008 p367

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    Yue B Z, Xie J F 2007 Journal of Sound and Vibration 302 643

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    Jia F L, Xu W, Li H N, Hou L Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 100503 (in Chinese)[贾飞蕾, 徐伟, 李恒年, 侯黎强 2013 物理学报 62 100503]

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    Thomas S S, Kang J Y, Victoria L C 2010 Proceeding of AIAA Guidance, Navigation and Control Conference Toronto, Canada, August 2-5, 2010 p1

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    Sira-Ramirez H, Fliess M 2002 Proceedings of American Control Conference Hilton Anchorage and Egan Convention Center Anchorage, Alaska, USA, May 8-10, 2002 p2909

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    Kurode S, Bandyopadhyay B, Gandhi P S 2008 International Workshopon Variable Structure Systems Antalya, Turkey, July, 2008 p367

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    Yue B Z, Xie J F 2007 Journal of Sound and Vibration 302 643

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-12-15
  • 修回日期:  2014-01-18
  • 刊出日期:  2014-05-05

基于液体晃动干扰观测器的航天器混沌姿态H∞控制

  • 1. 燕山大学, 工业计算机控制工程河北省重点实验室, 秦皇岛 066004
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61304025)、国家高技术研究发展计划(863计划)和河北省自然科学基金(批准号:F2014203234)资助的课题.

摘要: 针对航天器受液体燃料晃动及内外周期性微小激励耦合影响产生混沌运动的问题,提出了基于神经网络干扰观测器的自适应H∞鲁棒控制方案,以实现充液航天器混沌姿态运动的消除与液体燃料晃动的抑制. 基于神经网络的非线性逼近能力设计干扰观测器,自适应跟踪补偿液体晃动、参数不确定及外扰引起的耦合扰动,解决液体燃料晃动角速度及外扰不易直接测量的问题,提高控制器对系统不确定的自适应能力及液体晃动的抑制能力. 同时考虑观测误差与模型不精确问题,利用H∞控制策略提高控制器的鲁棒性. 通过与现有常用控制策略的对比仿真研究,验证了控制方案的有效性及优势.

English Abstract

参考文献 (15)

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