过驱动航天器推力器动态控制分配的修正伪逆法

"过驱动航天器推力器动态控制分配方法是陈寅欣、张世杰和唐生勇提出的一种针对推力器冗余配置的过驱动航天器控制策略。该方法建立在推力动态分配数学模型的基础上，利用基于零空间的控制分配修正伪逆法来解决推力器约束的问题，旨在实现航天器轨道姿态的一体化控制，并降低燃料消耗。" 过驱动航天器是指拥有比其自由度多的执行机构（如推力器）的航天器，这种设计可以提供更大的操作灵活性和系统冗余性。在过驱动航天器中，推力器的冗余配置能够提高任务的可靠性和执行复杂控制策略的能力。然而，这同时也带来了如何有效地分配这些推力器的挑战，尤其是在考虑到推力器的物理限制（如最大推力、指向范围等）时。 推力器动态控制分配是控制理论在航天工程中的一个重要应用，它涉及到如何将所需的总控制力或力矩分解为各个推力器的独立命令。陈寅欣等人提出的基于零空间的控制分配修正伪逆法，是一种解决这个问题的方法。他们首先构建了推力器动态分配的数学模型，然后通过对效率矩阵的零空间进行分析，找到了可以修正初解的向量。这个修正过程能够确保初始分配方案不会使推力器达到饱和状态，即超过其最大工作能力。通过调整修正参数，可以得到满足所有推力器约束条件的最终推力分配。 此外，该方法还考虑了航天器轨道姿态一体化控制的问题。在传统的航天器控制中，轨道控制和姿态控制通常是分开的，分别由不同的推力器或推进系统执行。而过驱动航天器的一体化控制则旨在同时优化这两个任务，减少燃料消耗，提高任务效率。通过动态推力分配算法，可以实现期望的控制力和力矩的动态分配，从而有效地解决轨道姿态控制问题。 论文通过数学仿真验证了所提出的动态推力分配算法的有效性，证明了该方法在处理推力器冗余配置和满足约束条件下能实现有效的控制。这一研究成果对于推动推力器的姿控和轨控共用具有重要意义，可以为未来的航天器设计提供一种燃料效率高且操作灵活的技术途径。 关键词: 航天器，推力器，控制分配，伪逆法，零空间 过驱动航天器推力器动态控制分配方法是一种创新的控制策略，它利用了推力器冗余的优势，解决了推力约束问题，实现了轨道和姿态控制的一体化，有助于提高航天任务的性能和经济性。这项研究为航天工程领域提供了有价值的理论和技术支持。