输入饱和下多航天器分布式固定时间输出反馈姿态协同控制  被引量:3

Distributed fixed-time output-feedback attitude consensus control for multiple spacecraft with input saturation

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作  者:许闯 吴宝林[1] XU Chuang;WU Baolin(Research Center of Satellite Technology,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)

机构地区:[1]哈尔滨工业大学卫星技术研究所,哈尔滨150001

出  处:《航空学报》2023年第10期221-238,共18页Acta Aeronautica et Astronautica Sinica

基  金:国家自然科学基金(61873312)。

摘  要:研究有向通信拓扑结构下存在输入饱和时多航天器分布式固定时间输出反馈姿态协同控制问题。首先,针对只有部分航天器可以获得主航天器姿态和角速度状态信息问题,设计了一个固定时间主航天器状态观测器来观测主航天器状态信息。针对航天器无法测量自身角速度的情况,设计了一个固定时间航天器角速度观测器,实现了在固定时间内观测出航天器角速度信息。然后,基于固定时间主航天器状态观测器和固定时间航天器角速度观测器,设计一个固定时间输出反馈姿态追踪控制器,并证明了系统固定时间稳定性。此外,仿真结果也验证了所提控制策略的有效性。This paper studies the distributed fixed-time output-feedback attitude consensus control problem of multiple spacecraft with input saturation under directed graph.First,only a part of the spacecrafts can obtain the attitude and angular velocity state information of the leader.A fixed-time observer of leader’s attitude is designed to estimate leader’s attitude.Then,for the issue that spacecrafts being unable to measure their own ungular velocity,this paper proposes a fixed-time state observer to estimate the angular velocity of spacecraft in a fixed time.Based on the esti⁃mated leader’s attitude and spacecraft angular velocity,a fixed-time attitude tracking controller is proposed,and the fixed-time stability of the spacecraft attitude system is proved rigorously.Finally,some simulations are conducted,and simulation results verify the effectiveness of the proposed control scheme.

关 键 词:输入饱和 输出反馈 固定时间控制 协同控制 多航天器 航天器姿态控制 

分 类 号:V448.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计]

 

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