航天器精确节能模糊脉冲调宽控制器的设计

【摘要】：为实现航天器精确、节能的姿态或轨道控制,提出一种采用脉冲宽度调制PWM(Pulse Width Modulation)与模糊比例微分PD(Proportional Differential)控制相结合的模糊PD-PWM控制器.其中PWM能将开关型控制转化为相应的精确线性控制,而模糊PD控制在能量消耗限制不同情况下可实现两种快速、节能的控制过程.在分析大气层外拦截器EKV(Extra-atmospheric Kill Vehicle)处于目标捕获和末制导阶段对姿控系统的不同性能要求的基础上,以EKV姿控系统为例介绍了模糊PD-PWM控制器的设计和优化过程.说明了模糊PD控制器隶属度函数的设计、待优化参数的选择以及模糊控制规则的设计,重点叙述了遗传算法GA(Genetic Algorithms)中适应度函数的设计方法,并对隶属度函数进行了优化.仿真结果证明优化后的控制器能满足EKV不同阶段姿态控制要求,具有精确、节能的特点. 【作者单位】： 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
【关键词】： 脉冲宽度调制(PWM) 模糊控制 遗传算法(GA)
【分类号】：V448.2
【正文快照】： 航天器对姿态或轨道的控制精度有很高的要求,而且携带能源有限、难以及时补充,在控制过程中必须节省能量.当前航天器多采用开关型输出的小推力发动机进行姿态或轨道控制,其特点是推力为常值,开启或关闭时间可以调节,只能产生断续的常值控制推力或力矩.为实现对航天器精确的控

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