基于非线性模型预测控制的空间系绳系统展开控制方法

摘要

本发明提供一种在近地椭圆轨道运行的三维空间系绳系统在初始阶段展开的稳定控制方法，仅通过调节有限的系绳张力，不依赖其它推进器，将系绳释放至期望长度并抑制系绳的摆动。该方法包含以下步骤：S1、建立考虑系绳质量的二体空间系绳系统动力学模型；S2、在考虑干扰等不确定性、欠驱动、系绳摆动角与系绳张力存在约束的条件下，基于非线性模型预测控制(NMPC)算法，利用伪光谱算法将原非线性模型离散化，将预测控制中的开环最优问题转化为非线性规划问题进行求解。S3、根据非线性规划问题的求解确定下一控制周期的控制量以构成闭环控制。最终实现在近地椭圆轨道运行的三维空间系绳系统在初始阶段稳定释放展开。