于亚男 孙 博 孟秀云

1.北京理工大学宇航学院，北京100081 2.北京特种机电研究所，北京100012



基于新型趋近率的挠性航天器滑模变结构控制

于亚男1孙 博2孟秀云1

1.北京理工大学宇航学院，北京100081 2.北京特种机电研究所，北京100012

针对应用切换函数带来的挠性航天器滑模变结构控制力矩的高频抖振问题，提出了一种趋近率的改进方法。首先应用连续的饱和函数替换指数趋近率中的符号函数，其次针对饱和函数带来了边界层厚度是固定值，无法到达滑模面的问题，应用模糊逻辑对改进后的指数趋近率进行自适应智能处理。将此控制算法应用于挠性航天器的姿态机动控制中，数学仿真结果表明此控制算法可以有效地抑制控制力矩的高频抖振，并获得良好的控制效果。 关键词 滑模变结构；高频抖振；饱和函数；模糊逻辑

滑模变结构控制器在进入滑动模态后，具有对系统参数的变化和外部干扰不敏感的特点，表现了良好的鲁棒性和抗干扰性，因此广泛应用于挠性航天器的姿态控制问题[1-5]。但是滑模变结构控制器由于切换函数的存在带来了控制力矩的高频抖振，可能会引起挠性附件谐振，导致挠性振动不能快速收敛，甚至对航天结构产生破坏性影响。为了解决这个问题，研究者提出用具有连续性的饱和函数代替符号函数，饱和函数的边界层厚度是一个常数，边界层厚度过大，系统的解虽然存在且唯一，但系统轨迹不可能渐近收敛到所给定的切换平面s=0之上，而此常数过小则接近于符号函数，不能有效的抑制高频抖振[6-7]，因此要寻求一种实时的改变边界层厚度的方法。……