小型航天器浸入与不变自适应反步姿态跟踪
Immersion and invariance adaptive backstepping attitude tracking of micro-spacecraft作者机构：第二炮兵工程大学控制工程系西安710025 哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心哈尔滨150001
出 版 物：《哈尔滨工业大学学报》 (Journal of Harbin Institute of Technology)
年 卷 期：2014年第46卷第7期
页 面：60-68页
核心收录：
学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）]
基 金：国家自然科学基金资助项目(61203007 61203125) 黑龙江省博士后基金资助项目(LBH-Z13076) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(HIT.NSRIF.2013039)
主 题：姿态跟踪 修正罗德里格参数 自适应反步法 浸入与不变 饱和约束
摘 要：针对具有惯性张量不确定性、外干扰及饱和限制的小型航天器非线性姿态跟踪问题,将反步法和系统浸入与流形不变理论相结合,提出了分块自适应约束控制结构.航天器姿态模型由修正罗德里格参数进行全局非奇异描述.在设计反步控制器时,引入指令滤波器和修正跟踪误差信号以施加系统状态和执行器的饱和限制,同时较容易地获得虚拟控制导数.为提高反步控制器的鲁棒性和性能,利用基于不变流形的非线性观测器对时变的系统总干扰进行在线估计补偿.由于不变流形方法使得估计误差具有指定的一致稳定动态,因而该分块自适应控制器比传统的自适应反步控制器更容易调节,且性能不受未知的估计律动态的影响.李亚普诺夫直接方法证明了估计误差有界性和闭环系统输入状态稳定.数值仿真表明,与传统方法相比,所提出的控制器结构具有更高的姿态跟踪性能和干扰估计精度.
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