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全驱系统控制理论在航天领域的突破性应用
全驱系统控制理论(Fully Actuated System, FAS)是近年来控制领域最具革命性的理论突破,特别在航天器复杂控制任务中展现出显著优势。以下是其核心应用与进展:
一、理论优势与航天适配性
解决传统理论局限:突破古典控制理论对非线性、时变系统的处理瓶颈,可系统化解决航天器姿态避障、编队协同等复杂问题。
关键性能提升:
实现航天器姿轨预设性能控制的高精度鲁棒性。
支持绕飞预测控制和拦截制导控制的实时动态调整。
增强组合体抗干扰控制能力1
二、典型航天应用场景(基于《航空学报》专栏案例)
姿态控制
基于二阶全驱系统的避障控制(哈尔滨工业大学曹喜滨团队)
欠驱动航天器姿态跟踪(胡庆雷团队提出横截函数方法)
编队任务
非合作目标协同绕飞的预设性能控制1
时变通信约束下的高阶全驱预测控制1
制导系统
制导控制一体化设计( 张宏岩 团队)
三、最新研究动态
国际会议成果:2023年全驱系统理论与应用会议收录190篇论文,涵盖航天器鲁棒控制、故障诊断等方向。
理论扩展:已发展至离散系统、随机系统等分支,应用于四旋翼、卫星等平台
该理论由段广仁院士团队创立,其核心价值在于为高维非线性系统提供了统一框架,相关成果被列为《航空学报》2024年专栏封面文章。当前航天领域应用已从单星控制扩展到星座协同,成为应对未来深空探测复杂任务的关键技术储备。
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