输入受限卫星姿态的鲁棒非线性镇定与跟踪控制*

孙 亮，霍 伟

（北京航空航天大学第七研究室，控制一体化技术国家级科技重点实验室，北京100191）

输入受限卫星姿态的鲁棒非线性镇定与跟踪控制*

孙 亮，霍 伟

（北京航空航天大学第七研究室，控制一体化技术国家级科技重点实验室，北京100191）

研究控制输入受限的卫星在存在外部干扰和转动惯量不确定性时的姿态镇定和姿态跟踪控制问题，利用双曲正切函数的性质分别设计了两种有界鲁棒非线性反馈控制律，并用李雅普诺夫方法证明：通过适当选择两种控制律中的参数，可保证闭环系统角速度误差渐近趋于零，且姿态误差收敛到事先给定的原点小邻域内.仿真结果表明利用所设计的控制律可在控制输入受限情况下有效抑制外部干扰和转动惯量不确定性的影响，达到预期控制目标.

卫星姿态镇定；卫星姿态跟踪；控制受限；鲁棒非线性控制；双曲正切函数

卫星姿态系统是一种多变量、非线性、强耦合的复杂对象.卫星在轨飞行时还会受到因燃料消耗和帆板展开等原因引起的卫星质量和转动惯量变化等参数不确定性的影响，以及重力梯度力矩、太阳辐射力矩、地磁力矩、卫星内部飞轮执行机构的摩擦力矩、活动部件的转动力矩等各种非参数不确定性的影响.对高精度卫星姿态控制系统的设计，必须考虑这些不确定性的抑制问题.设计卫星姿态控制系统遇到的另一个重要问题是控制输入受限.只有在控制设计……