Convex MPC and Thrust Allocation with Deadband for Spacecraft Rendezvous

要約

この論文では、チェイサーとターゲット宇宙船が関与するランデブー シナリオを詳しく掘り下げ、モデル予測制御 (MPC) を適用してチェイサーをターゲットに向けて誘導できるコントローラーを設計することに焦点を当てます。
宇宙船スラスタの動作原理は、制御不感帯の存在につながる最小起動時間を必要とするため、最適化に混合整数制約が導入され、整数制約の数が指数関数的に複雑になるため、かなりの計算上の課題が生じます。
私たちは、標準のソルバーよりも大幅に短い時間で効率的に最適解を近似し、リアルタイム アプリケーションに適した 2 つのソルバー アルゴリズムを提示することで、この複雑さに対処します。

要約(オリジナル)

This paper delves into a rendezvous scenario involving a chaser and a target spacecraft, focusing on the application of Model Predictive Control (MPC) to design a controller capable of guiding the chaser toward the target. The operational principle of spacecraft thrusters, requiring a minimum activation time that leads to the existence of a control deadband, introduces mixed-integer constraints into the optimization, posing a considerable computational challenge due to the exponential complexity on the number of integer constraints. We address this complexity by presenting two solver algorithms that efficiently approximate the optimal solution in significantly less time than standard solvers, making them well-suited for real-time applications.

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