基于参数辨识的大型航天器自适应角动量管理-论文.pdf

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1、第40卷第3期空间控制技术与应用Vo1．40No．32014年6月AerospaceControlandApplicationJun．2014基于参数辨识的大型航天器自适应角动量管理木朱孟萍，徐世杰，陈新龙，李志，江玲(1．中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室，北京100094；2．北京航空航天大学，北京100191)摘要：航天器姿态控制／角动量管理(ACMM)通过调整航天器姿态使引起控制力矩陀螺(CMG)角动量积累的扰动力矩相互抵消，从而有效减小用于CMG卸栽的燃料消耗．设计的基于在线参数辨识的自适应ACMM控制

2、器由在线参数辨识回路和反馈线性化回路构成．反馈线性化回路通过状态变换以及相应的输入变换，将原ACMM系统精确等价为一线性系统，通过线性控制器的设计得到适用于原系统的非线性控制律．在线辨识回路利用闭环控制信息对航天器质量特性进行辨识，弥补了反馈线性化对系统模型参数敏感的不足．以空间站组合体舱段转移任务为例进行的数学仿真显示，控制器在力矩平衡姿态(TEA)远离对地定向姿态时具有良好控制性能．关键词：姿态控制／角动量管理；参数辨识；反馈线性化；力矩平衡姿态中图分类号：V448．22文献标志码：A文章编号：1674—1579

3、(2014)03-0047—06DoI：10．3969／j．issn．1674-l579．2014．03．009AdaptiveMomentumManagementofLargeSpacecraftBasedonParameterIdentificationZHUMengping，XUShijie，ChenXinlong。，LiZhi，JiangLing(．QianXuesenLaboratoryofSpaceTechnology，ChinaAcademyofaceTechnology，Beijing100094，C

4、hina；2．BeqingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Attitudecontrol／momentummanagement(ACMM)aimstobalancethedisturbancethroughac—tiveattitudeadjustment，whichcansignificantlyreducethefuelconsumptionforcontrolmomentgyro(CMG)momentumde

5、saturation．Theadaptivemomentummanagementcontrollerbasedonparameteri—dentificationdevelopedinthispaperconsistsofanonlineidentificationloopandafeedbacklinearizationloop．Inthe~edbaeklinearizationloop，theACMMsystemistransformedintoanequivalentlinearsys-temthroughou

6、tputtransformationandstatetransformation．Nonlinearcontrollawsfortheoriginalsystemareobtainedthroughthedesignofthelinearcontroller．Theonlineidentificationloopidentifiesthesys—temmomentofinertiabasedontheclosedloopcontrolinformation，whichprovides~edbacklinearizat

7、ionwithenoughrobustnesstoparametervariationsofthesystem．Simulationresultsbasedonthespacesta—tionmoduletransferoperationdemonstrateexcellentperformanceevenwhenthedeviationbetweenthetorqueequilibriumattitude(TEA)andthelocalve~icallocalhorizontalorientationissigni

8、ficant．Keywords：attitudecontrol／momentummanagement；parameteridentification；~edbacklinearization；torqueequilibriumattitude国家自然科学基金资助项目(11272027)收稿日期：2013-09-03·48·空间控制技术与应用第4