事件通信方式下多航天器姿态协同控制研究

基本信息
批准号:62003112
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:16.00
负责人:张承玺
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2020
结题年份:2022
起止时间:2021-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
事件驱动编队飞行控制通信节约多飞行器协调控制技术姿态协同控制
结项摘要

Multi-spacecraft system attitude cooperative control plays an essential role in conducting cooperative missions. Most of the existing control policies require unconstrained continuous communication between spacecraft, without considering that there may be constraints on communication resources in actual scenarios. This project considers the limitation of data transmission between spacecraft and designs control policies that save communication resources, including (1) developing a cooperative control framework which integrates quantitative methods and event methods to achieve overall communication resources saving in multiple sections; (2) designing event triggering mechanisms with adjustable performance to achieve the relatively free adjustment of the number of communication times to reach the control performance requirements under different communication scenarios; (3) investigating an integral-type event triggering policy to ensure control performance and systematically reducing communication resource occupation. The three parts are gradually deepened, in order: research on the basic framework of saving communication resources → design of multiple schemes under the framework → methods to improve the efficiency of the existing event schemes. This project can provide strong theoretical support for multi-spacecraft systems to cope with the attitude cooperative control problem under limited communication resources.

多航天器系统姿态协同控制在开展协同任务中起着重要作用。现有协同控制方案大多要求航天器间能无约束的进行持续通信,未考虑实际场景中通信资源可能存在制约。本项目考虑航天器间数据传输存在限制情况,设计节约通信资源具有鲁棒性的控制方案,包括:(1)建立结合量化方式和事件方式一体化的协同控制框架,达成系统整体在多个环节节约通信资源的目标;(2)设计性能可调节的事件触发机制,实现通信次数相对自由调节以适应不同通信资源场景的控制要求;(3)研究新型积分型事件触发策略,探索保证控制性能稳定情况下系统性降低通信资源占用的方法。三部分逐步深入,依次为:节约通信资源基础性框架研究→在框架下的多种方案设计→保证性能情况下提高事件方案效率的方法。本项目能够为多航天器系统应用中应对通信资源受限的姿态协同控制问题提供有力的理论支撑。

项目摘要

本项目指在解决通信约束下多航天器姿态控制中存在的三大问题:(1)在多环节同时节约通信资源问题(2)适应不同通信资源约束场景问题(3)系统化的降低通信资源占用问题。本项目以解决所凝练的科学问题为牵引,按照项目研究方案开展了多项研究工作,在相关研究方面提出了一系列的解决方案,并通过理论分析保证了设计的理论稳定性以及通过仿真验证了算法有效性。本项目(1)建立了结合量化方式和事件方式一体化的协同控制框架(2)设计了性能可调节的事件触发机制(3)研究了新型积分型事件触发策略。以上研究,均取得了较好的效果以及同行的认可。项目总体执行情况良好,较好地实现了项目研究目标,取得了预期的研究成果。本项目对考虑通信约束情况下的航天器控制有重要理论和应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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