衛(wèi)星編隊協(xié)調(diào)控制的3D實時仿真.pdf

1、衛(wèi)星編隊已經(jīng)成為了新一代的航天領(lǐng)域研究重點。衛(wèi)星編隊與單個衛(wèi)星相比，可以完成更加復(fù)雜的任務(wù)，但需要的成本更低，并且可靠性更高。近年來隨著多智能體控制算法的研究深入，基于一致性算法的分布式協(xié)調(diào)控制在衛(wèi)星編隊隊形控制中有著巨大的應(yīng)用前景。但是由于衛(wèi)星編隊的數(shù)學(xué)模型具有非線性特性，并且存在不確定因素和約束條件，在應(yīng)用方面存在一定的難度。本論文提出的衛(wèi)星編隊協(xié)調(diào)控制算法，可以減少計算量并實現(xiàn)隊形保持控制。
　　首先介紹論文的相關(guān)理論知識。

2、先介紹了衛(wèi)星編隊的數(shù)學(xué)模型；再介紹了一致性分析中常用的圖論知識，以及常用的一致性算法；最后針對參考星位于圓軌道時，設(shè)計了常見的編隊飛行隊形。
　　其次針對衛(wèi)星編隊的隊形保持控制，設(shè)計了兩種集中式控制器：線性二次型最優(yōu)控制器和基于Lyapunov勢函數(shù)的控制器，并進行仿真驗證。
　　再次基于一致性理論，采用分布式控制結(jié)構(gòu)，設(shè)計了三種隊形協(xié)調(diào)控制算法。本論文提出的全狀態(tài)反饋隊形協(xié)調(diào)控制器中包含有協(xié)調(diào)一致性條件，可以實現(xiàn)在隊形機動

3、過程中的隊形保持。在此基礎(chǔ)上，提出了無速度反饋隊形協(xié)調(diào)控制器。并且為了減少計算量，結(jié)合領(lǐng)航者算法，提出了領(lǐng)航者協(xié)調(diào)控制算法，可以完成衛(wèi)星編隊的隊形保持和重構(gòu)，并進行了實例仿真。
　　由于衛(wèi)星是一種昂貴的科研設(shè)備，直接在衛(wèi)星上進行實驗的機會很少，并且在前期研發(fā)中需要不斷的測試、調(diào)整控制器參數(shù)，因此衛(wèi)星的仿真就顯得尤為重要了。本論文設(shè)計開發(fā)了基于Web的衛(wèi)星3D實時仿真平臺，可以解決衛(wèi)星算法仿真中的實時性問題和3D效果問題，并且以三顆