亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Control barrier function based trajectory generation and tracking control for spacecraft inspection mission under multiple safety constraints

职位(财务) 控制理论(社会学) 航天器 计算机科学 二次规划 弹道 李雅普诺夫函数 功能(生物学) 姿态控制 控制器(灌溉) 控制(管理) 控制工程 数学 工程类 数学优化 人工智能 航空航天工程 物理 非线性系统 经济 生物 天文 进化生物学 量子力学 财务 农学
作者
Kun Wang,Tao Meng,Weijia Wang,Jiakun Lei
出处
期刊:Advances in Space Research [Elsevier BV]
卷期号:73 (3): 2080-2097
标识
DOI:10.1016/j.asr.2023.11.035
摘要

In this paper, the safety control problem for spacecraft inspection mission is investigated, which means that there is no position and attitude obstacle collisions between the inspection spacecraft and the defined forbidden zones. We propose a control strategy that ensures safety, utilizing the control barrier function to address multiple safety constraints with logical relationships among them. Firstly, the position and attitude constraints are defined, and the hybrid logical relationship among different attitude constraints is analyzed. To handle complex position and attitude constraints, the Kreisselmeier-Steinhauser function is introduced to approximate the max/min function, thereby expressing them as continuous and differentiable functions. Subsequently, the control barrier function-based quadratic programming (CBF-QP) problems are solved to generate safe velocity and angular velocity. These problems have explicit solutions and do not require extensive computational resources. The safe position and attitude are then obtained by integrating the safe velocity and angular velocity. Notably, the forbidden regions are expanded by a constant in the construction of CBF-QP problems, which acts as a margin for the tracking controller’s performance. Finally, attitude and position tracking controllers based on the control Lyapunov barrier function (CLBF) are designed respectively, taking into account the lumped disturbance in the system, which means that the attitude and position control are computed independently. Numerical simulation results demonstrate that the proposed control strategy effectively handles complex constraints in inspection missions, ensuring system stability and safety, even under severe conditions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研小白完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
标致的忆梅完成签到,获得积分10
32秒前
36秒前
yulia发布了新的文献求助10
41秒前
自然谷波完成签到,获得积分10
46秒前
掬一捧月光完成签到 ,获得积分10
52秒前
Lifeismovie的应助被yulia采纳,获得30
59秒前
威武的又琴完成签到,获得积分10
1分钟前
精明诗筠完成签到,获得积分10
1分钟前
三水发布了新的文献求助10
1分钟前
简单完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zz发布了新的文献求助100
1分钟前
chen完成签到,获得积分10
2分钟前
迷路牛青完成签到,获得积分10
2分钟前
落后电脑完成签到,获得积分10
2分钟前
dong完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
小蘑菇的应助被sanbuzhiwai采纳,获得10
2分钟前
qwzh完成签到,获得积分10
2分钟前
SciGPT的应助被三水采纳,获得10
2分钟前
高兴宝贝发布了新的文献求助10
2分钟前
五号先生完成签到 ,获得积分10
2分钟前
幸福的冰双完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
火星上的笑寒完成签到,获得积分10
3分钟前
ding的应助被zz采纳,获得10
3分钟前
懦弱的代云完成签到,获得积分10
3分钟前
无私鹤轩完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
zz发布了新的文献求助10
3分钟前
RainlessYou完成签到,获得积分10
3分钟前
hamburger完成签到,获得积分10
4分钟前
香蕉寄真的应助被zz采纳,获得10
4分钟前
苹果思天完成签到,获得积分10
4分钟前
miki完成签到 ,获得积分10
4分钟前
学术小白w完成签到 ,获得积分10
4分钟前
含糊的曼冬完成签到,获得积分10
4分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
中国器官捐献和移植发展报告(2024) 520
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
English Longitudinal Study of Ageing: Waves 0-11, 1998-2024 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7823855
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9350316
关于积分的说明 20556765
捐赠科研通 7416554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3334321
关于科研通互助平台的介绍 2479625
邀请新用户注册赠送积分活动 2354486