基于事件驱动的航天器姿态自适应跟踪控制*

林子杰 陆国平 吕 旺 吴宝林

1.上海卫星工程研究所，上海 201109 2.哈尔滨工业大学卫星技术研究所，哈尔滨150001

0 引言

近年来，低成本的即插即用小型航天器受到广泛关注。即插即用技术简化各个模块的安装，各个模块间通过无线网络连接。无线通信相较传统电缆通信有许多优点，但低成本的小型航天器在无线的数据传输网络中更容易造成数据丢失和时延的现象。因而，各个模块之间数据交互带来的通信带宽受限必须在卫星分系统设计阶段就要考虑[1]。

将通信资源约束与航天器姿态控制结合，过去学者们提出了诸如输出反馈控制[2]、量化控制[3]等方法来减少姿控分系统数传量。近年来事件驱动控制(Event-Triggered Control，ETC)逐渐进入航天器姿态控制学者的视野。目前工程中航天器姿态控制常用定步长的时间触发控制(Periodic Time-Triggered Control，PTTC)，然而在状态量变化不大的时刻对控制器更新会占用不必要的通信资源。事件驱动是一种变周期的控制策略，通过设计事件驱动的触发条件，仅在触发条件满足时，控制指令才会更新，能有效减少通信频率，减小总线带宽负载压力。

目前已有的事件驱动在航天器控制方面的研究主要为姿态协同中星间通讯受限问题或者单星稳定控制的研究，而姿态跟踪控制研究较少。文献[4]应用事件驱动的算法，有效解决了编队姿态协同控制飞行中连续通信带来的能源消耗问题。文献[5]给出事件驱动在单个刚体航天器姿态稳定控制中的应用。文献[6]从信息物理融合的角度，研究星上嵌入式系统通讯带宽受限时的姿态控制问题，文中定义的相对负载的概念为航天器控制分系统的通信资源提供了一种评估方法。……