基于反步法的挠性航天器姿态镇定

作     者：王翔宇 丁世宏 李世华 WANG Xiangyu;DING Shihong;LI Shihua

作者机构：东南大学自动化学院江苏南京210096 江苏大学电气信息工程学院江苏镇江212013 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2011年第32卷第8期

页      面：1512-1523页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61074013) 高等学校博士学科点专项科研基金(20090092110022) 微惯性仪表与先进导航技术教育部重点实验室开放基金(201004) 

主　　题：挠性航天器 姿态镇定 反步法 模态观测器 扰动分析 

摘      要：利用反步法研究了一类挠性航天器的姿态镇定问题,提出一种基于模态观测器的反步控制设计方案。首先,构造挠性模态观测器对挠性模态变量及其变化率进行观测;其次,将角速度看成虚拟控制器,设计虚拟角速度镇定运动学模型与挠性模态变量组成的子系统;最后,利用反步法设计了一种非线性控制器使得角速度能够跟踪虚拟角速度,从而实现姿态镇定的目标。当不存在外部扰动作用时,设计的控制器能够渐近镇定挠性航天器姿态控制系统。当存在有界扰动时,在控制器作用下,姿态控制系统的状态能够在有限时间内收敛到一个包含原点的可调小区域中,该区域的边界由控制器参数决定。数字仿真结果验证了所提方法的有效性。