Time-Optimal Low-Thrust Formation Maneuvering Using a Hybrid Linear/Nonlinear Controller
Notice bibliographique
Résumé
M AINTAINING two spacecraft in a formation with a conventional fuel-based propulsion system could be challenging in its own right. But this problem becomes more difficult when the propulsion system has limited capabilities or control actuation is available in only one or two axes and timeoptimal and fuel-optimal control is desired. Fortunately, for the spacecraft relative motion problem, because the relative equations of motion are coupled, motion in more than one direction can be controlled by control actuation in only one direction. In this Note, we formulate a hybrid linear/nonlinear controller that can efficiently maneuver a spacecraft formation by applying control only in the along-track direction. We also assume that the available control is very small in magnitude. This type of problem could be anticipated when dealing with low-thrust systems such as plasma thrusters, control with differential drag or solar radiation pressure, or any other system with very-low-thrust capability. One of the very early papers on underactuated control of a spacecraft formation with low-thrust capability by Leonard [1] presented an elegant algorithm to control a formation with only differential drag (assumed to be a constant and acting only in the along-track direction). Although the derived control was proven to be time-optimal control, it was not fuel-optimal. This was because differential drag was assumed to be a free resource with no need to economize it. However, for a spacecraft relying on expendables for control (plasmic thrusters), fuel economy would be highly desired. Some of the recent papers on this topic [2,3] also address the problem of spacecraft formation control with limited resources. The idea is to use linear or nonlinear controllers with a saturation function. The resultant controllers are robust and globally stable but not time-optimal. In the applied control field, the problem to control less frequently andmore efficiently ismore often an issue and elegant solutions exist for the same problem [4,5]. In this Note, we borrow some ideas discussed from [1,5] and apply them to the spacecraft formation-control problem. The result is a time-optimal controller that is easy to implement for underactuated formation control with limited resources. Although the controller is not proven to be fueloptimal, it is shown to consume less fuel than a conventional timeoptimal or a linear robust controller.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».