二つ星編隊構形維持のための干渉耐性障害許容制御

CHEN Gao-jie ,  

CHANG Lin ,  

YANG Xiu-bin ,  

YANG Chun-lei ,  

LI Yan-bo ,  

摘要

システムモデル誤差、外部干渉およびアクチュエータ故障によって引き起こされる二つ星編隊の軌道制御精度低下と安定性の問題を解決するため、観測器に基づく干渉耐性障害許容線形2次調整器(LQR)制御戦略を設計した。まず、編隊双星の相対運動動力学モデルに基づき、二重比例積分適応則に基づく増強観測器を設計し、システム状態、間欠故障および高速時変故障、モデリング可能な干渉の高速且つ正確な推定を同時に実現し、<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><msub><mrow><mi>H</mi></mrow><mrow><mi mathvariant="normal">∞</mi></mrow></msub></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D0A74324-373E-4729-9AE2-7EF602F9BFDF-M001.jpg"><?fx-imagestate width="4.57200003" height="3.21733332"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/D0A74324-373E-4729-9AE2-7EF602F9BFDF-M001c.jpg"><?fx-imagestate width="4.57200003" height="3.21733332"?></graphic></alternatives></inline-formula>最適化技術によりモデリング不可能な干渉が制御システムに与える影響を抑制した。次に、Lyapunov安定性理論を用いて動的誤差システムの漸近安定性を保証した。その後、制御器に未知動的推定情報を用いたフィードフォワード補償項を導入し、閉ループフィードバック干渉耐性障害許容LQR制御則を設計した。最後に、実験結果は文献の制御方法と比較して、本論文で提案した方法が編隊衛星の相対位置制御精度を49.93%向上させたことを示し、設計した干渉耐性障害許容LQR制御則の優越性を検証し、二つ星編隊構形維持に対して精確な制御戦略を提供できることを示した。

关键词

二つ星編隊;干渉観測器;故障推定;障害許容制御

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