航天器快速有限时间姿态跟踪输入饱和控制

张晓伟，陈 明

（辽宁科技大学 电子与信息工程学院，辽宁 鞍山 114051）

航天器姿态跟踪控制系统是航天器系统的重要组成部分，相关研究已取得相当大的突破［1-6］。文献［1］基于最优控制理论设计了一种最优的航天器姿态控制律；文献［2］提出了一类航天器姿态跟踪鲁棒最优控制策略；文献［3］针对受约束的航天器姿态控制，设计了一类最优的PID 控制器；文献［4］结合自适应律和状态观测器对航天器系统扰动进行估计，设计了一类滑模控制器。在这些研究中，闭环系统的收敛速度大都以指数形式进行收敛。

基于有限时间控制的姿态跟踪控制方法，能使航天器的姿态误差在有限时间内收敛到零或是零点附近，与传统的李雅普诺夫稳定性理论相比，系统具有更好的快速性、鲁棒性和抗干扰性。丁世宏等［7］基于最优控制理论，设计了一类有限时间姿态控制器，使角速度能够在有限时间内跟踪上最优角速度。文献［8］结合自适应有限时间状态观测器和角速度计算设计了一种只需要姿态测量的有限时间航天器姿态控制器。文献［9］考虑外部干扰、执行器故障等，基于反步法提出了一种稳定的自适应模糊航天器姿态跟踪控制器。文献［10］基于容错控制和双幂次方法，设计了一类自适应有限时间航天器姿态跟踪容错控制算法。文献［11］针对存在实际问题的航天器系统，利用神经网络估算系统中未知的线性函数，设计了一类基于backstepping 策略的自适应有限时间控制器。……