物理约束下的反演自适应姿态控制

发布时间：2019-03-21 07:21

【摘要】：针对存在参数摄动、外部干扰和物理约束的航天器姿态控制问题,设计了一种鲁棒姿态控制器。基于反演控制策略,先对外环系统设计了有界虚拟角速度。接着,对显式存在控制饱和约束的姿态动力学系统进行变换,分离出存在摄动和干扰的不确定项,并采用自适应更新律估计复合不确定项;再基于障碍Lyapunov函数设计姿态控制器,将实际角速度与虚拟角速度的跟踪误差,限制在预设有界范围内,最终在实现全局渐近稳定的同时,满足了角速度有界的约束。最后数值仿真验证了姿态控制器的强鲁棒性,低耗能性和航天器的高飞行品质特性。
[Abstract]:A robust attitude controller is designed for spacecraft attitude control problems with parameter perturbation, external disturbance and physical constraints. Based on the inverse control strategy, the bounded virtual quasi-angular velocity is designed for the outer loop system. Secondly, the attitude dynamics system with explicit control saturation constraints is transformed, and the uncertainties with perturbation and disturbance are separated, and the complex uncertainties are estimated by the adaptive updating law. Then the attitude controller is designed based on the obstacle Lyapunov function. The tracking error of actual angular velocity and virtual angular velocity is limited to the pre-bounded range. Finally, the global asymptotic stability is achieved and the angular velocity bounded constraint is satisfied. Finally, the strong robustness, low energy consumption and high flight quality of spacecraft are verified by numerical simulation.
【作者单位】： 西北工业大学自动化学院;
【分类号】：V448.22

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本文编号：2444714