李兆铭 高永明 牛亚峰 黄 勇 李 磊

中国人民解放军装备学院，北京 101416



分离模块航天器虚拟对接姿态鲁棒自适应协同控制*

李兆铭 高永明 牛亚峰 黄 勇 李 磊

中国人民解放军装备学院，北京 101416

针对分离模块航天器虚拟对接这一关键技术，从航天器姿态控制的角度设计了一种鲁棒自适应协同控制器，该控制器容许模块存在转动惯量不确定及受空间摄动干扰等因素，利用模块间无线通信将主模块的状态信息引入从模块控制器中，从而实现了主从模块协同虚拟对接。采用修正的罗德里格斯参数描述模块的姿态，将虚拟对接的姿态控制分为2个过程，分别给出每个过程期望姿态的解算方法。将转动惯量不确定性和空间摄动干扰作为整体分析，利用滑模控制思想分别为主从模块设计了鲁棒自适应控制器，并基于Lyapunov稳定性理论给出控制器的稳定性证明，最后的仿真结果验证了该控制器的有效性。 关键词 分离模块航天器；虚拟对接；姿态控制；鲁棒自适应；协同

分离模块航天器[1-3]是分布式空间系统的一种创新应用，其概念最早由麻省理工学院的Charlotte Mathieu和Annalisa L.Weigel提出，是指将传统单个航天器分解为物理分离和自由飞行的模块航天器，通过无线自组织网络形成集群空间系统。模块间的通信和能量等均采用无线传输方式，模块间的一些行为对模块相对姿态有较强的约束，而虚拟对接就是模块间行为约束条件下的一种重要的姿态协同方式。……