一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法技术

技术编号:40193472 阅读:16 留言:0更新日期:2024-01-26 23:55
本发明专利技术适用于大规模微纳卫星集群控制领域,具体公开了一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,以解决传统的卫星编队或集群控制系统无法适用于集群控制工程化应用,具体包括如下步骤:首先,构建微纳卫星集群宏观运动学模型。其次,设置包括密度上限和流量上限的安全约束,构建使双目标优化函数,并设计控制目标。最后,设计宏观均衡密度控制器,并引入快速转移策略,合成快速鲁棒的宏观队形重构与保持控制器。本发明专利技术有效的结合概率统计和马尔可夫链等方法从宏观角度来解决微纳卫星集群的队形重构与保持控制问题,设计了不依赖于个体控制器的微纳卫星集群宏观控制器,其适应能力和对集群数量动态变化的鲁棒特性更强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天器制导、导航与控制,尤其涉及一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,为微纳卫星集群的宏观运动控制提供一种新的方法。


技术介绍

1、随着空间竞争态势日趋激烈以及空天应用需求的不断扩展,未来越来越多的空间任务将不再由单一的大型卫星来执行。相反,它们将通过多颗微型卫星的协调来完成。因此,在过去十年中提出了一种新的空间系统结构,例如其个体数量大于1000的微纳卫星集群。据相关报道,轨道彩虹概念性望远镜部署任务将通过由10000颗微型卫星组成的集群来执行。需要注意的是,微纳卫星集群的队形重构与保持控制对于完成任务非常重要。

2、相对于强调构型上强约束的卫星编队,微纳卫星集群更多强调的是成员之间在功用上的协同,集群成员之间的相对运动需要保持长期有界性即可。其次,微纳卫星集群要满足其长期自主运行的特点,需要不依赖地面操作人员和地面站独立的完成既定的目标任务。而传统的卫星编队或集群控制系统设计需要设计者实时更新个体的控制器,此方法并不适用于集群控制工程化应用。因此,微纳卫星集群的控制系统的设计越来越受到理论界和工程界的重视。

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【技术保护点】

1.一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤1中,基于马尔可夫链的微纳卫星集群宏观建模方法具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤2的具体步骤如下:

4.根据权利要求3所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤3的具体步骤如下:

5.根据权利要求4所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤3...

【技术特征摘要】

1.一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤1中,基于马尔可夫链的微纳卫星集群宏观建模方法具体步骤如下:

3.根据权利要求2所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤2的具体步骤如下:

4.根据权利要求3所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤3的具体步骤如下:

5.根据权利要求4所述的一种微纳卫星集群宏观队形重构与保持控制器设计方法,其特征在于,步骤303中,设计满足密度上限...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖冰吴西伟扈晓翔
申请(专利权)人:西北工业大学
类型:发明
国别省市:

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