考虑有界干扰和输入饱和的航天器姿态抗退绕机动控制  

作　　者：崔祜涛[1] 程小军[1] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学航天学院,哈尔滨150001

出　　处：《中国科学：技术科学》2012年第9期1004-1015,共12页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家重点基础研究发展计划("973"计划)(批准号:2012CB720000);国家自然科学基金(批准号:61174201)资助项目

摘　　要：本文研究了有界干扰和输入饱和约束下的航天器姿态机动控制问题.首先利用李雅普诺夫稳定性理论,设计了一种抗输入饱和的时变滑模控制算法来求解无干扰下的输入饱和控制问题.然后通过对时变滑模控制律和时不变滑模控制律进行切换,有效利用两者各自的抗饱和和抗干扰优势,使基于切换机制的控制律同时具有如下特点:1)满足输入饱和约束;2)对有界干扰具有鲁棒性.针对四元数双值性导致的系统退绕(unwinding)问题,通过对两种常见姿态偏差向量进行分析,并结合他们各自的优势,设计了一种姿态偏差向量.最后利用该姿态偏差向量改进了基于四元数的控制律,使得控制律还具有抗退绕的优点.多种情况的对比仿真结果显示本文所提出的算法是可行和有效的.

关 键 词：输入饱和 姿态控制 有界干扰 抗退绕 

分 类 号：V448.22[航空宇航科学与技术—飞行器设计]