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Fault tolerant attitude control of under-actuated spacecraft:Theory and experiment

Chinese Journal of Aeronautics 2023年第5期36卷 465-474页

作者： Zejun ZHANG Hao YANG Bin JIANG College of Automation Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China

This paper investigates fault tolerant attitude control theory and experiment for underactuated spacecraft with one reaction wheel completely broken and two others suffering actuator faults of partial loss of effectiveness or bias.A non-smooth robust adaptive fault tolerant control law is proposed under the zero-momentum and input saturation conditions.It shows that the available reaction wheels need to produce sufficient control torque for the fault tolerance.Such a new control method is implemented in a semi-physical simulation system of an air-bearing platform.Experimental results show the effectiveness of the proposed method in spacecraft practical engineering.

关键词： Actuator fault Air-bearing platform Fault tolerant control Semi-physical experiment under-actuated spacecraft

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Reduced-Order Fixed-Time Control for under-actuated spacecraft Hovering

Reduced-Order Fixed-Time Control for Under-actuated Spacecra...

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第40届中国控制会议

作者： Yi Cao Zhijun Chen Yuzhu Bai Yong Zhao College of Aerospace Science and Engineering National University of Defense Technology

This paper proposes a Reduced-Order Fixed-Time Control（ROFTC） method for the hovering problem of the under-actuated spacecraft. Firstly, the dynamic equation of the under-actuated relative motion is established for the hovering mission of the under-actuated spacecraft, and the controllability of the system and the feasible set of hovering are analyzed. Then,under-actuated relative motion model is deduced by dimensionality reduction. Based on the reduced-order dynamics model, a fixed-time controller is proposed. The simulation results show that the under-actuated spacecraft can achieve hovering motion to the given position under the reduced-order fixed-time controller, and the system state can converge in a fixed time with high accuracy.

关键词： under-actuated spacecraft Hovering Fixed-Time Control Reduced-Order Control

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