[发明专利]一种用于航天器姿态控制的无模型数据驱动控制方法

权利要求书

1.一种用于航天器姿态控制的无模型数据驱动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对服务航天器捕获非合作目标之后形成的空间组合体航天器，通过服务航天器上搭载的执行机构多次施加典型激励u(k)，其中k＝1，…，n；

步骤2：通过服务航天器上搭载的敏感器收集组合体航天器的响应y(k)；

步骤3：建立组合体航天器激励u(k)与响应y(k)之间的映射关系；

步骤4：然后通过对离散数据动态线性化，设计组合体航天器控制器；

当所述组合体航天器控制器待整定参数中μ＞0表示权重因子，η表示组合体航天器控制器系数，伪偏导数的时变参量φ_c(k)

步骤5：之后根据航天器经典动力学模型，对所述步骤4设计的组合体航天器控制器进行拟合；

x,y,z三个方向上的力矩-角加速度对应关系；

其中，u表示航天器的控制输入；表示航天器的角加速度输出；ω表示航天器的姿态角速度；

进一步得到φ(k)

其中φ(k)表示伪偏导数辨识矩阵；i＝1,2，3；

将式(16)与式(7)求平均值，得到应用于动力学模型未知的组合体航天器控制器设计的伪偏导数的时变参量的估计值

将式(17)带入式(7)中得到下一时刻的伪偏导数的时变参量，再将所述下一时刻的伪偏导数的时变参量带入下面式(5)中得到下一时刻的激励u(k)

其中λ＞0表示权重因子，ρ∈(0,1]表示步长因子，y^*(k+1)为期望的组合体航天器响应信号。

2.根据权利要求1所述的一种用于航天器姿态控制的无模型数据驱动控制方法，其特征在于，所述步骤3的组合体航天器激励与响应之间离散时间非线性系统

y(k+1)＝f(y(k),…,y(k-n_y),u(k),…,u(k-n_u)) (1)

其中，y(k)表示组合体航天器在k时刻的响应，u(k)表示组合体航天器在k时刻的激励，n_y,n_u表示两个任意的正整数，f(…)表示一个未知的非线性函数；

所述步骤4的组合体航天器控制器，具体计算条件如下：

条件1：除有限时间点之外，f(…)关于第(n_y+2)个变量的偏导数是连续的；

条件2：除有限时间点之外，组合体航天器激励响应离散时间非线性系统满足广义Lipschitz条件，即对任意的k₁≠k₂,k₁,k₂≥0和u(k₁)≠u(k₂)有

|y(k₁+1)-y(k₂+1)|≤b|u(k₁)-u(k₂)| (2)

其中，b＞0是一个常数；

对于满足条件1和条件2的非线性系统，当|Δu(k)|≠0时，一定存在一个被称为伪偏导数的时变参量φ_c(k)∈R，使得非线性系统可以转化为数据模型。