[发明专利]一种卫星编队相对轨道自适应神经网络构形包含控制方法

摘要

一种卫星编队相对轨道自适应神经网络构形包含控制方法，本发明涉及卫星编队相对轨道自适应神经网络构形包含控制方法。本发明的目的是为了解决现有技术中未考虑系统存在非线性不确定性和外界干扰的情况、未考虑卫星编队系统动力学存在广义干扰情况、未考虑抖振现象以及信息全局可知带来的通讯负担的问题。通过以下技术方案实现的步骤一、建立跟随星i的相对轨道动力学方程；步骤二、对步骤一中每一个跟随星设计分布式速度观测器；步骤三、根据跟随星i的相对轨道动力学方程和分布式速度观测器进行神经网络逼近；步骤四、根据步骤三得到的神经网络逼近结果，设计自适应神经网络构形包含控制算法。本发明应用于卫星领域。

主权项

一种卫星编队相对轨道自适应神经网络构形包含控制方法，其特征在于，一种卫星编队相对轨道自适应神经网络构形包含控制方法具体是按以下步骤进行的：步骤一、建立跟随星i的相对轨道动力学方程；步骤二、对步骤一中每一个跟随星设计分布式速度观测器；步骤三、根据跟随星i的相对轨道动力学方程和分布式速度观测器进行神经网络逼近；步骤四、根据步骤三得到的神经网络逼近结果，设计自适应神经网络构形包含控制算法；所述步骤一中建立跟随星i的相对轨道动力学方程；具体过程为：卫星编队系统参考轨道坐标系即LVLH坐标系如下，LVLH坐标系x轴由地心指向参考点，LVLH坐标系y轴沿参考点运行的速度方向，LVLH坐标系z轴根据右手定则由x轴和y轴确定；参考点轨道角速度为在LVLH坐标系中，跟随星i相对于参考点的相对轨道动力学方程为：x··i-2w0y·i-w02xi+μe(R0+xi)Ri3-μeR02=τoix+τdoixmoi---(1)]]>y··i2+2ω0x·i-ω02yi+μeyiRi3=τoiy+τdoiymoi---(2)]]>z··i+μeziRi3=τoiz+τdoizmoi---(3)]]>式中：ω0为参考点轨道角速度，xi为跟随星i的相对位置在LVLH坐标系x轴上的分量，yi为跟随星i的相对位置在LVLH坐标系y轴上的分量，zi为跟随星i的相对位置在LVLH坐标系z轴上的分量，为跟随星i的相对速度在LVLH坐标系x轴上的分量，为跟随星i的相对速度在LVLH坐标系y轴上的分量，为跟随星i的相对速度在LVLH坐标系z轴上的相对分量，为跟随星i的相对加速度在LVLH坐标系x轴上的分量，为跟随星i的相对加速度在LVLH坐标系y轴上的分量，为跟随星i的相对加速度在LVLH坐标系z轴上的分量，μe为万有引力常数，R0为圆轨道的半径，Ri为跟随星i与地心间的距离，τoix为跟随星i在LVLH坐标系x轴上的控制力作用，τdoix为跟随星i在LVLH坐标系x轴上的广义干扰作用，τoiy为跟随星i在LVLH坐标系y轴上的控制力作用，τdoiy为跟随星i在LVLH坐标系y轴上的广义干扰作用，τoiz为跟随星i在LVLH坐标系z轴上的控制力作用，τdoiz为跟随星i在LVLH坐标系z轴上的广义干扰作用，i＝1,2,…N，N为正整数，moi为跟随星i的质量，τoi＝[τoix τoiy τoiz]T为作用在跟随星i上的控制力作用，τdoi＝[τdoix τdoiy τdoiz]T为广义干扰作用；定义广义坐标qi＝(xi,yi,zi)T，则跟随星i的相对轨道动力学方程表示为：moiq··i+coiq·i+goi=τoi+τdoi---(4)]]>其中，式中：为跟随星i的广义速度；假设跟随星i的相对轨道动力学方程中moi、coi、goi未知且广义干扰τdoi有界。