刘敏， 徐世杰， 韩潮

北京航空航天大学 宇航学院， 北京 100191

挠性航天器的退步直接自适应姿态跟踪控制

刘敏， 徐世杰*， 韩潮

北京航空航天大学 宇航学院， 北京 100191

针对参数不确定的挠性航天器姿态跟踪控制问题，提出了一种退步直接自适应控制算法。首先验证了挠性航天器动力学子系统的近似严格正实性，并设计了具有理想控制性能的参考模型；然后对以姿态四元数描述的运动学子系统设计常系数输出反馈中间控制律，使航天器姿态四元数输出渐近跟踪参考模型输出；最后退一步，对具有参数不确定特性的动力学子系统，基于非线性直接自适应控制理论和Lyapunov稳定性理论，设计了退步直接自适应姿态跟踪控制器，并证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明，所提控制方法能有效抑制挠性附件的振动，对挠性航天器的控制是有效的。

挠性航天器； 不确定性； 姿态控制； 退步控制； 非线性直接自适应控制； 正实性

现代航天器通常带有太阳能电池帆板、空间机械臂、天线、桁架等大型挠性部件，这些部件的振动与航天器的姿态运动产生耦合会影响航天器姿态控制的精度，甚至会危害到航天器的正常运行[1]。所以近几十年来，大型挠性航天器的姿态控制一直是航天领域研究的热点之一。针对此问题，专家们提出了诸如基于状态变量的 Riccati方程方法[2]以及滑模变结构控制等[3-4]控制方法，然而上述方法均依赖航天器的参数信息，或需设计模态观测器[4]。……