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(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)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(xué)位級別：博士專業(yè)：導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制指導(dǎo)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(yīng)形式的矩陣二階系統(tǒng)，進(jìn)而通過滿足一系列假設(shè)條件，將太陽帆航天器剛?cè)狁詈戏蔷€性姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型轉(zhuǎn)化為一類PolytopicLPV系統(tǒng)。然后針對該系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(biāo)姿態(tài)

2、角的仿真算例驗(yàn)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(diǎn)。針對該特點(diǎn)，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(shí)間的姿態(tài)角變化，進(jìn)而結(jié)合太陽帆運(yùn)動(dòng)學(xué)的特點(diǎn)，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(jìn)化算法和改進(jìn)的帝國競爭算法對太陽帆航天器完成多種任務(wù)的轉(zhuǎn)移軌跡進(jìn)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(diǎn)是目標(biāo)與約束之間具有制約關(guān)系，采用