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科研成果
Fixed-Time Attitude Tracking Control for Rigid Spacecraft without Angular Velocity Measurements
 
发布时间:2019/9/1 20:57:54

       近日,SCI一区期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》(IF:7.503)在线刊发了重点实验室邹安民教授和范衠教授合作的论文“Fixed-Time Attitude Tracking Control for Rigid Spacecraft without Angular Velocity Measurements”。

       航天器在轨道运行时,为了完成它所承担的任务,必须具有一定的姿态。航天器姿态控制是指控制航天器在太空定向姿态的技术。近年来,航天器姿态的有限时间控制问题引起了研究者广泛的关注。相比于传统渐近稳定控制,有限时间控制能够在有限时间内使系统状态收敛到平衡点,并且通常具有更好的鲁棒性和抗扰动性。但是,有限时间控制设计方法得到的闭环系统的收敛时间依赖于系统的初始状态。与之相反,固定时间控制设计方法得到的闭环系统的收敛时间可以独立于系统的初始状态,从而具有更快的收敛速度。

       论文研究了航天器姿态跟踪在角速度不可测量情况下的控制问题。首先,基于齐性理论(Homogeneity Theorem),仅依赖姿态测量,设计了一个固定时间观测器。基于该观测器,提出了一种固定时间姿态控制方法。然后,利用齐性李雅普诺夫方法(Homogeneous Lyapunov Approach)分析了闭环系统的半全局固定时间稳定性。最后,通过数值仿真与已有方法进行比较研究,验证了控制方法的有效性。

       论文提出的控制算法具有收敛速度快、控制精度高、抗扰动能力强等优点,能够解决航天器在未配置角速度测量传感器或角速度传感器发生未知故障时的姿态控制问题,对提高航天器控制系统的精度和可靠性具有实际工程意义。

 

论文信息

Title: Fixed-Time Attitude Tracking Control for Rigid Spacecraft without Angular Velocity Measurements

Authors: An-Min Zou and Zhun Fan

Sources: IEEE Transactions on Industrial Electronics (Early Access)

Digital Object Identifier (DOI): 10.1109/TIE.2019.2937035

Available online: August 28, 2019

论文链接https://ieeexplore.ieee.org/document/8818652

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