一种改进的中途修正变结构控制方法.docx

一种改进的中途修正变结构控制方法晁宁 1，罗晓英 2CHAO Ning1, LUO Xiaoying21.中国空间技术研究院西安分院，西安 7101002.西安电力电子技术研究所，西安 7100611.China Academy of Space Technology Xi’an Branch, Xi’an 710100, China 2.Xi’an Power Electronic Research Institute, Xi’an 710061, ChinaCHAO Ning, LUO Xiaoying. Improved variable structure control method in midcourse correction. Computer Engi- neering and Applications, 2014, 50（5）：265-270.Abstract：Combining with characteristic of small midcourse correction level of transfer orbit, approximate error linear model of restricted 3-body dynamic problem in the earth-moon system is established. On this foundation, variable struc- ture adjuster theory and model reference variable structure control theory of linear system are used to deduce midcourse control law separately. The optimal choosing method for control sub matrix b2 under different orbit injection error level and calculating method for input vector of reference model under different state are proposed. Simulation experiments compare the performance of standard orbit and re-designed correcting orbit under two kinds of variable structure theories, and analyze affection on control effect brought by r corresponding to orbit state under different characteristic points. The experimental results show validity of proposed methods.Key words：libration point; transfer orbit; midcourse correction; variable structure control摘要：结合转移轨道中途修正量级较小的特点，建立了地月系限制性三体动力学问题的近似误差线性模型。在此 基础上，分别利用线性系统的变结构调节器理论与模型参考变结构控制器理论推导了对应的中途修正控制律。提 出了控制子矩阵 b2 在不同入轨误差等级下的最优选择方法和不同状态下参考模型输入向量 r 的计算方法。仿真实 验对比了分别利用两种变结构理论进行控制时，重新规划出的修正轨道与理论轨道的性能指标，并分析了选择不同 特征点处轨道状态对应的 r 对控制效果的影响情况。实验结果验证了所提方法的有效性。 关键词：平动点；转移轨道；中途修正；变结构控制文献标志码：A中图分类号：V412.4doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1205-01801引言从 20 世纪 60 年代美苏两国开展月球及深空探测开 始，国内外许多学者开始转移轨道中途修正方面的深入 研究。郗晓宁[1] 等以中途制导算例为基础，分析了摄动 法和显示制导法的修正策略，并进行了统计学分析；周 文艳[2]等研究了修正速度增量同入轨误差和修正时刻间 的关系。Serban[3]等应用动力系统理论和最有控制方法 给 出 了 地 月 平 动 点 的 中 途 修 正 策 略 。 Breakwell[4] 提 出 的用于探测器进行行星际飞行的间距比策略。其基本思想是尽快进行首