线性伪谱模型预测能量最优姿态机动控制方法

摘要：

针对大气层外飞行器大角度姿态机动控制问题,提出了一种能量最优的线性伪谱模型预测大角度姿态机动控制方法.首先,通过离线弹道规划获得满足初始、终端约束且能量最优的姿态机动控制轨迹;然后,以离线弹道为基准对姿态动力学方程进行小扰动线性化处理,获得以状态偏差为自变量的线性误差传播方程;最后,以能量最优作为性能指标,通过高斯伪谱法对原问题进行离散,推导获得满足终端偏差修正的控制解析表达式.数值计算和蒙特卡罗仿真表明,该方法不仅计算精度高、求解速度快,满足实时计算要求,而且具有较强的鲁棒性,能够实时消除各种干扰.此外,在同等控制精度条件下,该方法相对传统线性二次型调节器(LQR)跟踪方法,能量消耗减小10％.

关键词：姿态控制、线性伪谱、模型预测控制、能量最优、轨迹跟踪

所属期刊栏目：44

分类号：V448.22+2(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

在线出版日期：2018-11-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2165-2175