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
羞涩的傲菡完成签到,获得积分10
刚刚
2秒前
小马完成签到 ,获得积分10
2秒前
8秒前
斯文败类应助超级采纳,获得10
10秒前
Slience完成签到,获得积分10
11秒前
秀丽颤完成签到,获得积分10
18秒前
可爱的函函应助鲤鱼羊采纳,获得10
20秒前
程亦川完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
好的完成签到,获得积分10
28秒前
大个应助月亮与六便士采纳,获得10
28秒前
29秒前
30秒前
30秒前
鲤鱼羊发布了新的文献求助10
34秒前
小兔兔完成签到,获得积分10
34秒前
超级发布了新的文献求助10
35秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
luli发布了新的文献求助10
36秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
顾矜应助liudana采纳,获得10
41秒前
42秒前
鲁班大神发布了新的文献求助10
43秒前
酷波er应助yaozhr采纳,获得10
47秒前
48秒前
超级发布了新的文献求助10
49秒前
鲤鱼羊发布了新的文献求助10
50秒前
一颗石头鱼完成签到,获得积分10
53秒前
53秒前
xu完成签到 ,获得积分10
54秒前
57秒前
59秒前
zheng完成签到 ,获得积分10
59秒前
gg发布了新的文献求助30
59秒前
sunzy发布了新的文献求助30
59秒前
会飞的鱼发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
sunzy发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7556322
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9138684
关于积分的说明 19533471
捐赠科研通 7147112
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3261177
关于科研通互助平台的介绍 2427652
邀请新用户注册赠送积分活动 2250336