Ce cours fait partie de la Spécialisation Spacecraft Dynamics and Control

4.7
étoiles
61 évaluations

Hanspeter Schaub

8 245 déjà inscrits

Offert par

Spécialisation Spacecraft Dynamics and ControlUniversité du Colorado à Boulder

À propos de ce cours

4 918 consultations récentes

This course trains you in the skills needed to program specific orientation and achieve precise aiming goals for spacecraft moving through three dimensional space. First, we cover stability definitions of nonlinear dynamical systems, covering the difference between local and global stability. We then analyze and apply Lyapunov's Direct Method to prove these stability properties, and develop a nonlinear 3-axis attitude pointing control law using Lyapunov theory. Finally, we look at alternate feedback control laws and closed loop dynamics. 
After this course, you will be able to...

* Differentiate between a range of nonlinear stability concepts
* Apply Lyapunov’s direct method to argue stability and convergence on a range of dynamical systems
* Develop rate and attitude error measures for a 3-axis attitude control using Lyapunov theory
* Analyze rigid body control convergence with unmodeled torque

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Spécialisation Spacecraft Dynamics and Control

Niveau avancé

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Anglais

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Enseignant

Évaluation de l'enseignant

4,83/5 (12 évaluations)

Hanspeter Schaub

Glenn L. Murphy Chair in Engineering, Professor

Department of Aerospace Engineering Sciences

27 766 étudiants

7 cours

Offert par

Université du Colorado à Boulder

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Programme de cours : ce que vous apprendrez dans ce cours

Semaine

Semaine 1

4 heures pour terminer

Nonlinear Stability Definitions

4 heures pour terminer

12 vidéos (Total 67 min)

12 vidéos

Course Introduction1 min

Module 1 Introduction1 min

1: Overview of Nonlinear Control6 min

1.1: Overview Stability Definition Discussion5 min

1.2: Nonlinear Equations Representation8 min

2: Definition: Neighborhood3 min

3: Definitions: Lagrange Stability3 min

4: Definitions: Lyapunov Stability5 min

5: Definitions: Asymptotic Stability6 min

6: Definitions: Global Stability2 min

7: Linearizing a Dynamical System6 min

Optional Review: Stability Definitions16 min

7 exercices pour s'entraîner

Concept Check 1 - State Vector Representation30 min

Concept Check 2 - State Neighborhood30 min

Concept Check 3 - Lagrange Stability30 min

Concept Check 4 - Lyapunov Stability30 min

Concept Check 5 - Asymptotic Stability30 min

Concept Check 6 - Global Stability Definitions30 min

Concept Check 7 - Linearization20 min

Semaine

Semaine 2

5 heures pour terminer

Overview of Lyapunov Stability Theory

5 heures pour terminer

14 vidéos (Total 129 min)

14 vidéos

Module 2 Introduction1 min

1: Overview of Definite Function15 min

2: Lyapunov Function Definition10 min

2.1: Lyapunov Asymptotic Stability17 min

3: Lyapunov Stability of Linear System4 min

4: Global Stability Applications2 min

Optional Review: Definiteness7 min

Optional Review: Stability Definitions3 min

Optional Review: Lyapunov's Direct Method9 min

5: General Elemental Velocity Lyapunov Function12 min

5.1 Example: Multi-Link System3 min

6: Rigid Body Detumble Control20 min

7: State-Based Lyapunov Functions14 min

Optional Review: Elemental Lyapunov Functions2 min

7 exercices pour s'entraîner

Concept Check 1 - Definite Function20 min

Concept Check 2 - Lyapunov Functions45 min

Concept Check 3 - Asymptotic Stability40 min

Concept Check 4 - Global Stability Applications30 min

Concept Check 5 - General Elemental Rate5 min

Concept Check 6 - Rigid Body Elemental Rate Lyapunov Function30 min

Concept Check 7 - General Elemental State Lyapunov Function20 min

Semaine

Semaine 3

11 heures pour terminer

Attitude Control of States and Rates

11 heures pour terminer

8 vidéos (Total 82 min)

8 vidéos

Module 3 Introduction1 min

1: Nonlinear Rigid Body State and Rate Control14 min

2: Global Stability of Nonlinear Attitude Control8 min

2.1 Example: Nonlinear Regulation Control11 min

2.2: Asymptotic Stability for Nonlinear Attitude Control5 min

3: Unmodeled Disturbance Torque15 min

4: Nonlinear Integral Control11 min

5: Feedback Gain Selection13 min

5 exercices pour s'entraîner

Concept Check 1 - General 3-Axis Attitude Control1h 30min

Concept Check 2 - Asymptotic Stability1h 30min

Concept Check 3 - Unknown External Torques2h 8min

Concept Check 4 - Integral Feedback2h 30min

Concept Check 5 - Feedback Gain Selection2h 30min

Semaine

Semaine 4

10 heures pour terminer

Alternate Attitude Control Formulations

10 heures pour terminer

6 vidéos (Total 97 min)

6 vidéos

Module 4 Introduction1 min

1: Lyapunov Optimal Control30 min

2: Example: Numerical Control Simulation8 min

2.1: Linear Closed-Loop Dynamics21 min

3: RW Feedback Control Law22 min

Optional Review: Unconstrained Attitude Control13 min

3 exercices pour s'entraîner

Concept Check 1 - Saturated Control3h 45min

Concept Check 2 - Linearized Closed Loop Dynamics2h 30min

Concept Check 3 - RW Feedback Control20 min

Avis

4.7

16 avis

5 stars
81,96 %
4 stars
9,83 %
3 stars
4,91 %
2 stars
3,27 %

Meilleurs avis pour CONTROL OF NONLINEAR SPACECRAFT ATTITUDE MOTION

par SH11 sept. 2020

Thanks Prof Schaub, that was a wonder of a course! Learned so much and still want to proceed :)

par SD3 févr. 2018

Excellent teaching from Professor Schaub ! Course has been very well organised and touches on the important aspects of nonlinear control. Looking forward to more courses from you.

Thank you !

par MA29 mai 2019

Excellent course! Enjoyed it a lot. Learnt a lot as well. Thank you.

par JP26 sept. 2020

Course is amazing and well detailed with different live perspectives.

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À propos du Spécialisation Spacecraft Dynamics and Control

Spacecraft Dynamics and Control covers three core topic areas: the description of the motion and rates of motion of rigid bodies (Kinematics), developing the equations of motion that prediction the movement of rigid bodies taking into account mass, torque, and inertia (Kinetics), and finally non-linear controls to program specific orientations and achieve precise aiming goals in three-dimensional space (Control). The specialization invites learners to develop competency in these three areas through targeted content delivery, continuous concept reinforcement, and project applications.

Foire Aux Questions

Quand aurai-je accès aux vidéos de cours et aux devoirs ?
L’accès à des vidéos de cours et des devoirs dépend de votre type d’inscription. Si vous suivez un cours en mode auditeur libre, vous pourrez voir la plupart des contenus de cours gratuitement. Pour accéder aux devoirs notés et obtenir un certificat, vous devrez acheter une expérience de certificat, pendant ou après avoir assister au cours en tant qu’auditeur libre. Si vous ne visualisez pas l’option auditeur libre :
Il est possible que le cours ne propose pas d’option auditeur libre. Vous pouvez en revanche accéder à un essai gratuit ou faire une demande d'aide financière.
Le cours propose peut-être « Cours complet, aucun certificat » à la place. Cette option vous permet de voir tous les contenus de cours, de soumettre les évaluations requises et d'obtenir une note finale. Cependant, vous ne pourrez pas acheter une expérience de certificat.
À quoi ai-je droit si je m'abonne à cette Spécialisation ?
Lorsque vous vous inscrivez au cours, vous bénéficiez d'un accès à tous les cours de la Spécialisation, et vous obtenez un Certificat lorsque vous avez réussi. Votre Certificat électronique est alors ajouté à votre page Accomplissements. À partir de cette page, vous pouvez imprimer votre Certificat ou l'ajouter à votre profil LinkedIn. Si vous souhaitez seulement lire et visualiser le contenu du cours, vous pouvez accéder gratuitement au cours en tant qu'auditeur libre.
Une aide financière est-elle possible ?
Oui. Dans certains programmes d’apprentissage, vous pouvez demander une aide financière ou une bourse d’études si vous ne pouvez pas payer les frais d’inscription. Si une aide financière ou une bourse d’études est disponible pour le programme d’apprentissage choisi, vous trouverez un lien pour faire une demande sur la page de description.

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Control of Nonlinear Spacecraft Attitude Motion

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