椭圆轨道卫星编队的周期H∞鲁棒控制策略

"椭圆参考轨道卫星编队保持的H∞鲁棒周期控制方法，彭海军，吴志刚，利用Lawden方程系数的周期性特点，提出了椭圆轨道卫星编队队形保持的周期H∞鲁棒控制方案。该方法具有计算量小、易于实现的特性，并具有较强的抗干扰能力。" 文章详细介绍了针对椭圆参考轨道卫星编队队形保持的一种创新控制策略——周期H∞鲁棒控制方法。在卫星编队飞行的研究中，尤其是在军事和经济领域，卫星编队飞行具有重要的战略价值。然而，由于各种干扰力的影响，卫星可能会偏离预设轨道，从而破坏编队构型。因此，队形保持控制是卫星编队飞行控制的关键部分。 传统的控制方法，如基于圆参考轨道的Hill方程，主要适用于小偏心率椭圆轨道和短期控制，对于一般椭圆参考轨道的编队控制并不适用。相比之下，Lawden方程作为线性时变方程，更适合描述椭圆轨道上卫星间的相对运动，为解决这一问题提供了新的视角。 文章提出的方法利用Lawden方程系数的周期性，设计了一种周期性的H∞鲁棒控制方案。这种方法相较于传统H∞鲁棒控制，不仅在设计和实现上计算量更少，而且更易于实际操作。同时，周期H∞鲁棒控制具有优秀的抗干扰性能，通过调整系统参数，可以达到与一般时变最优控制相媲美的效果。 在实际应用中，该控制方法是基于控制系统设计工具箱（PIMCSD）进行设计和仿真的。此外，尽管线性矩阵不等式（LMI）通常用于H∞鲁棒控制设计，但对于时变系统，尤其是有限时间问题，LMI方法不能直接应用。因此，文章指出在时变系统H∞鲁棒控制的设计中，确定临界参数和解决时变H∞-Riccati微分方程会面临挑战。 文章还引用了之前的研究，这些研究主要关注定常系统的H∞鲁棒控制，而新的方法将H∞鲁棒控制扩展到了时变系统，特别是卫星的姿态控制问题。彭海军和吴志刚的研究为椭圆轨道卫星编队的稳定控制提供了一个新的、有效的解决方案，有望在未来卫星编队飞行控制领域得到广泛应用。