Control de Proceso Completo Basado en Rendimiento Predefinido para Vuelo en Formación Ultra-Cercano y de Alta Precisión
Autores: Wu, Xiande; Bai, Wenbin; Xie, Yaen; Zhang, Xianliang; Song, Ting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de Proceso Completo Basado en Rendimiento Predefinido para Vuelo en Formación Ultra-Cercano y de Alta Precisión
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vuelo en formación de naves espaciales
FPC
Evitación de colisiones
Seis grados de libertad
Control robusto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El método de control robusto de rendimiento prescrito para la formación líder/seguidor (L/F) se propone en este documento para resolver el problema del control de proceso completo (FPC) en el vuelo en formación de naves espaciales (SFF). El objetivo del FPC es establecer una formación ultra-cercana con la restricción de evitar colisiones entre dos naves espaciales, y luego mantener la configuración de la formación con alta precisión durante un período de tiempo. La principal contribución de este documento radica en los siguientes tres aspectos. En primer lugar, se desarrolla el modelo de dinámica de error de seis grados de libertad (DOF) de SFF para describir el movimiento de sincronización del sistema L/F. En segundo lugar, se diseña el límite de rendimiento prescrito que considera de manera integral la transitoriedad y el rendimiento transitorio, lo cual es clave para la realización de la evitación de colisiones y los requisitos de alta precisión. Finalmente, combinando el control de rendimiento prescrito y las teorías de control robusto, basado en el método de retroceso, se diseña el controlador robusto de rendimiento predefinido, y se demuestra que los errores de seguimiento convergen a los límites de rendimiento predefinidos en presencia de perturbaciones externas utilizando el controlador robusto de rendimiento predefinido. Se realizan simulaciones ilustrativas para verificar los resultados teóricos propuestos.
Descripción
El método de control robusto de rendimiento prescrito para la formación líder/seguidor (L/F) se propone en este documento para resolver el problema del control de proceso completo (FPC) en el vuelo en formación de naves espaciales (SFF). El objetivo del FPC es establecer una formación ultra-cercana con la restricción de evitar colisiones entre dos naves espaciales, y luego mantener la configuración de la formación con alta precisión durante un período de tiempo. La principal contribución de este documento radica en los siguientes tres aspectos. En primer lugar, se desarrolla el modelo de dinámica de error de seis grados de libertad (DOF) de SFF para describir el movimiento de sincronización del sistema L/F. En segundo lugar, se diseña el límite de rendimiento prescrito que considera de manera integral la transitoriedad y el rendimiento transitorio, lo cual es clave para la realización de la evitación de colisiones y los requisitos de alta precisión. Finalmente, combinando el control de rendimiento prescrito y las teorías de control robusto, basado en el método de retroceso, se diseña el controlador robusto de rendimiento predefinido, y se demuestra que los errores de seguimiento convergen a los límites de rendimiento predefinidos en presencia de perturbaciones externas utilizando el controlador robusto de rendimiento predefinido. Se realizan simulaciones ilustrativas para verificar los resultados teóricos propuestos.