航天器集群构形控制的虚拟弹簧阻尼网络方法

• 作者: 石永峰 许展鹏 陈琪锋
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 航天器集群 编队飞行 编队控制 弹簧阻尼器
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 制导、导航与控制
• 页码范围: 446-454
• 页数: 9页
• 分类号: V448.21
• 字数: 6129字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2015.04.011

摘要

针对航天器集群质心相对运动构形控制问题,提出了一种基于虚拟弹簧阻尼网络的分布式控制方法.航天器间以虚拟的弹簧阻尼器相互连接,弹簧的原长根据期望的相对运动构形来设定.各航天器的控制输入是与其相连的所有弹簧阻尼器的合力.在线性动力学模型和拓扑结构连通且固定的假设下,基于代数图论的方法推导出了闭环系统稳定性条件.对近地轨道上100个航天器形成格点相对运动构形和20个航天器形成时变距离的椭圆构形的实例进行了仿真,考虑了轨道摄动的影响,结果表明,集群通过虚拟弹簧阻尼网络控制可实现期望构形,并能达到厘米量级的构形保持控制精度.该控制方法不改变集群的质心,只需施加很小的控制加速度;仅基于局部的邻居交互,能够适应大规模集群对分布式控制的要求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈琪锋	中南大学航空航天学院	5	4	1.0	2.0
2	石永峰	国防科学技术大学航天科学与工程学院	1	4	1.0	1.0
3	许展鹏	国防科学技术大学航天科学与工程学院	1	4	1.0	1.0