动态滑模在航天器姿态控制中的应用

罗宗樾，管 萍，戈新生

(北京信息科技大学 自动化学院，北京 100192)

0 引言

现代航天器通常配备有大型挠性附件(天线、柔性机械臂、太阳能电池板等),挠性附件与刚体之间的强耦合会在挠性航天器快速跟踪和旋转等姿态控制过程中,引起严重的振动,影响航天器的姿态稳定和指向精度。航天器在实际运行过程中,其姿态控制系统往往会受到空间中各种未知的外部扰动力矩的干扰,因此大挠性航天器的高精度姿态控制一直是通信、导航、遥感等航天任务中的难点和重点[1]。

针对挠性航天器姿态控制的问题，国内外学者进行了相关研究，如PID控制、H∞控制、滑模控制等。文献[2]设计了自适应PID控制器应用于静止卫星姿态控制，该控制器采用了单输入模糊推理机和优先模糊推理机两种模糊推理引擎，保证了系统的稳定和较好的控制性能。文献[3]针对挠性航天器的多目标姿态跟踪问题，提出了一种集成的鲁棒H∞控制器，用H∞方法和凸优化方法解决系统对扰动、参数不确定性和不精确配置的鲁棒性问题。滑模控制对系统不确定性以及外界干扰具有较强的鲁棒性,受到越来越多的关注。文献[4]设计了滑模控制器应用于航天器姿态控制，并在滑模控制律中设计引入滞后因子，以减小系统所需的最大控制力矩，从而节省航天器的控制成本。文献[5]提出了滑模变结构控制器,应用于欠驱动刚体航天器的姿态控制。然而传统滑模为了满足滑动条件，构……