基于全驱系统方法的组合航天器位姿自适应预设性能控制

作     者：段广全 刘国平 DUAN Guangquan;LIU Guoping

作者机构：哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001 南方科技大学控制科学与技术研究中心深圳518055 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：120-129页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(62188101 62173255)。 

主　　题：全驱系统 组合航天器 自适应控制 预设性能 位姿控制 半物理仿真 

摘      要：针对非合作航天器被成功捕获后所形成的组合航天器的位姿控制任务,考虑系统中含有的未知扰动的影响,设计了一种基于全驱系统方法的自适应预设性能控制器。根据欧拉姿态动力学方程和轨道动力学方程,建立了简洁的组合航天器位姿动力学方程;通过引入预设性能函数,对组合航天器位姿误差的瞬态和稳态性能进行约束;进一步应用全驱系统方法,对带有未知扰动的组合航天器位姿误差系统设计自适应预设性能控制器;此外,通过构造Lyapunov函数证明了所提出的控制器的稳定性;最后,数值仿真结果和半物理仿真实验结果表明,在所设计的控制器作用下,组合航天器能够实现精确的位姿控制,同时系统的状态误差始终收敛于预设性能包络内,验证了所设计控制器的有效性和实用性。