太陽帆航天器姿態(tài)控制與軌跡優(yōu)化研究.pdf

1、中國科學技術大學博士學位論文太陽帆航天器姿態(tài)控制與軌跡優(yōu)化研究姓名：張洋申請學位級別：博士專業(yè)：導航、制導與控制指導教師：王永20100401摘要用局部小角度近似，并通過將該模型轉(zhuǎn)化為相應形式的矩陣二階系統(tǒng)，進而通過滿足一系列假設條件，將太陽帆航天器剛?cè)狁詈戏蔷€性姿態(tài)動力學模型轉(zhuǎn)化為一類PolytopicLPV系統(tǒng)。然后針對該系統(tǒng)設計線性狀態(tài)反饋控制律，并把該控制律參數(shù)的求解轉(zhuǎn)化為LMI約束下的凸優(yōu)化問題。最后由太陽帆航天器跟蹤目標姿態(tài)

2、角的仿真算例驗證了該方法的有效性。太陽帆航天器自身攜帶的能量有限，其姿態(tài)調(diào)整過程具有周期長，幅度小的特點。針對該特點，本文第4章基于直接打靶法，采用分段線性插值方法逼近連續(xù)時間的姿態(tài)角變化，進而結(jié)合太陽帆運動學的特點，將太陽帆軌道轉(zhuǎn)移的最優(yōu)控制問題轉(zhuǎn)化為參數(shù)優(yōu)化問題。然后分別采用差分進化算法和改進的帝國競爭算法對太陽帆航天器完成多種任務的轉(zhuǎn)移軌跡進行優(yōu)化，并比較分析了優(yōu)化結(jié)果。太陽帆航天器軌跡優(yōu)化的特點是目標與約束之間具有制約關系，采用