航天器输入受限的鲁棒自适应姿态跟踪控制
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作者:
作者单位:

1. 北京科技大学 自动化学院,北京 100083;2. 北京科技大学 人工智能研究院,北京 100083

作者简介:

通讯作者:

E-mail: liangsun@ustb.edu.cn.

中图分类号:

TP273

基金项目:

国家自然科学基金项目(61903025).


Robust adaptive attitude tracking control of spacecraft with constrained inputs
Author:
Affiliation:

1. School of Automation and Electrical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China;2. Institute of Artificial Intelligence,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China

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    摘要:

    研究含模型不确定性的刚性航天器输入受限时的姿态跟踪控制设计问题.针对修改的罗德里格斯姿态参数描述的航天器姿态跟踪动力学模型,基于一种有界非线性连续函数和修改的罗德里格斯姿态参数自身有界性,设计鲁棒自适应状态反馈受限控制器,不确定参数的自适应更新律可保证在线估计参数的有界性.通过所提出的输入受限控制设计方法给出输入受限幅值、期望轨迹上界、模型不确定性上界与控制器增益之间的定量关系,并采用李亚普诺夫方法证明通过选择合适的控制器参数可以保证闭环系统角速度误差渐近收敛到零,且姿态跟踪误差收敛到原点小邻域,同时保证控制量始终在预先给定的受限范围内.仿真结果验证了所设计的控制器可在输入受限的情况下完成控制目标并有效抑制模型的不确定性影响.

    Abstract:

    The attitude tracking control problem is investigated for a rigid spacecraft with constrained inputs and model uncertainties. A bounded robust adaptive state feedback control law is developed based on a kind of bounded nonlinear continuous function and the bounded property of the modified Rodrigues parameters. The proposed control designing method gives the quantitative relationship between the constraint value, the bound of the desired trajectory, the bound of the model uncertainties, and the tunable controller gains. It is proved via the Lyapunov's stability theory that angular velocity errors tend to zero asymptotically and attitude errors converge to the small neighborhoods of zero by setting suitable controller parameters. The simulation results demonstrate that the proposed approach can achieve the design objective and deal with the model uncertainties under the constrained control inputs.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

孙亮,马佳鹏.航天器输入受限的鲁棒自适应姿态跟踪控制[J].控制与决策,2021,36(9):2297-2304

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  • 在线发布日期: 2021-08-09
  • 出版日期: 2021-09-20
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