卫星集群分布式预测控制算法

碰撞防护实时达成

一种兼顾计算效率与碰撞规避的集群重构控制方案，在干扰下仍保持可行性与稳定性。

Chen, Junyu · 吴宝林 · Zhaobo, Sun

Advances in Space Research 2026

技术优势

计算时间大幅减少

通过设计预测轨迹解耦状态变量，并采用迭代算法，避免了大规模系统的集中式优化负担，使计算时间显著下降。

碰撞避免规则明确

提出一种新颖的碰撞避免规则，指导卫星合理避碰，确保分布式优化过程中碰撞避免的有效性。

对扰动具有鲁棒性

在扰动影响下算法的可行性和稳定性得到证明，仿真结果证实其鲁棒性，适用于空间环境中的真实扰动。

应用场景

• 卫星编队控制：实现大规模卫星集群的实时、无碰撞编队重构，替代集中式控制的高计算负担方案。
• 分布式航天器系统：将分布式模型预测控制应用于航天器系统，解决多星耦合优化难题，提升系统自主性。
• 集群协调：为卫星集群提供协调机制，保证在干扰下队形变换过程中成员间安全距离。