Reinforcement Learning-Based Fixed-Time Synchronized Control for Spacecraft Attitude Stabilization

控制理论(社会学) 趋同(经济学) 强化学习 航天器 计算机科学 理论(学习稳定性) 控制器(灌溉) 观察员(物理) 滤波器(信号处理) 能源消耗 自适应控制 能量(信号处理) 控制工程 最优控制 国家观察员 约束(计算机辅助设计) 弹道 控制系统 最优化问题 控制(管理) 能量最小化 跟踪(教育) 约束优化 姿态控制 自适应系统 工程类 数学优化
作者
Shuangsi Xue,Z.Q. Ding,Junkai Tan,Kai Qu,H. Cao,Dongyu Li
出处
期刊:IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:62: 4078-4092
标识
DOI:10.1109/taes.2025.3650566
摘要

This paper presents a fixed-time synchronized reinforcement learning-based control (pFxT-SRLC) framework for spacecraft attitude systems that simultaneously addresses four critical challenges: predetermined convergence time guarantees, synchronized multi-axis coordination, energy optimization, and practical constraint handling. Our integrated framework combines a fixed-time super-twisting observer with adaptive switching strategy, a practical fixed-time synchronized controller with singularity avoidance, and an actor-critic reinforcement learning structure for near-optimal energy performance. The proposed method ensures all state variables converge to desired neighborhoods simultaneously within predetermined time bounds independent of initial conditions, while the constrained learning algorithm maintains stability throughout the optimization process. A second-order command filter handles input saturation constraints and reduces control chattering for practical implementation. Theoretical analysis proves fixed-time synchronized stability with explicit convergence time bounds, and establishes energy optimality through Hamilton-Jacobi-Bellman approximation. Simulation results demonstrate that the proposed pFxT-SRLC achieves comparable tracking accuracy to conventional fixed-time methods while reducing energy consumption and generating significantly smoother control signals.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
WFLLL发布了新的文献求助10
刚刚
绝爱薄饼应助Y一采纳,获得10
刚刚
黎明呦完成签到,获得积分10
刚刚
英姑应助文心采纳,获得10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
背后无剑发布了新的文献求助10
1秒前
lvxinyan完成签到,获得积分10
1秒前
郑开司09发布了新的文献求助10
1秒前
ly发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
星辰大海应助平常的春天采纳,获得10
2秒前
null0517完成签到,获得积分10
2秒前
Orange应助Crssss采纳,获得10
3秒前
3秒前
xueli完成签到,获得积分10
3秒前
科研小白完成签到,获得积分10
3秒前
deng发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
mLI应助lala采纳,获得10
4秒前
4秒前
fancy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
277完成签到 ,获得积分10
5秒前
七彩完成签到,获得积分10
6秒前
子子发布了新的文献求助10
6秒前
清洲发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
ddd完成签到,获得积分10
6秒前
沐风完成签到,获得积分10
6秒前
KMidly发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
7秒前
荷包蛋发布了新的文献求助10
7秒前
Ven23完成签到,获得积分10
7秒前
hhh应助独特雨灵采纳,获得10
7秒前
8秒前
高分求助中
(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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
内視鏡的に摘除しえた十二指腸乳頭部腫瘍の2例 660
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Positive Obsession: The Life and Times of Octavia E. Butler 500
Surgical Ergonomic Pilot Study Using a Posture Biofeedback Device in Rhinology: A MultiPhase Quality Improvement Study 400
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 7691128
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9252852
关于积分的说明 19978655
捐赠科研通 7263869
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3290833
关于科研通互助平台的介绍 2447236
邀请新用户注册赠送积分活动 2295966