基于输入成形的挠性航天器自适应滑模控制  

Adaptive Sliding Mode Control of Flexible Spacecraft on Input Shaping

作　　者：苗双全[1,2] 丛炳龙[1,2] 刘向东[1,2] 

机构地区：[1]北京理工大学自动化学院,北京100081 [2]北京理工大学复杂系统智能控制与决策重点实验室,北京100081

出　　处：《航空学报》2013年第8期1906-1914,共9页Acta Aeronautica et Astronautica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(61104153);国家“973”计划(2012CB720000)~~

摘　　要：针对大型挠性航天器姿态机动过程中的振动抑制问题,提出一种输入成形(IS)与自适应滑模控制(ASMC)相结合的控制策略。该控制策略利用输入成形抑制标称挠性系统的残余振动,并通过滑模控制保证实际系统在参数不确定性和外部干扰的影响下实现对标称系统的跟踪,解决了输入成形对参数不确定性和外部干扰的敏感性问题。进一步采用自适应技术去除了滑模切换增益对参数不确定性和干扰上界的先验性要求。仿真结果表明,在参数不确定性和外界干扰的影响下,该控制方法能够保证在完成姿态机动的同时抑制航天器的挠性振动。In order to deal with vibration suppression in the process of a large flexible spacecraft attitude maneuver,this paper puts forward a method which combines input shaping（IS） with adaptive sliding mode control（ASMC）.This strategy suppresses the flexible nominal system residual vibration by input shaping,and the sliding mode control ensures an actual system tracking the nominal system under the influence of parameter uncertainties and external disturbances,solving the problem of the sensitivity of input shaping to parameter uncertainty and external disturbance.Furthermore,when the adaptive law for the switch gain is utilized for the sliding mode,the prior knowledge of the upper bounds on the external disturbance and parameter uncertainty is not required for switching gain tuning.Finally,simulation results show that the proposed control method can ensure the desired attitude maneuver and residual vibration suppression under parameter uncertainty and external disturbance.

关 键 词：输入成形 滑模控制 自适应控制 挠性航天器 振动抑制 

分 类 号：V448.22[航空宇航科学与技术—飞行器设计]