刘海龙，　史小平

(哈尔滨工业大学 控制与仿真中心，黑龙江 哈尔滨 150001)



对非合作目标逼近的非奇异终端滑模控制

刘海龙，史小平

(哈尔滨工业大学 控制与仿真中心，黑龙江 哈尔滨 150001)

摘要:针对失控慢速翻滚非合作目标终端逼近过程的六自由度控制问题进行研究。首先，建立适用于任意偏心率的相对轨道和姿态动力学模型。其次，将系统的外部扰动、模型不确定性及系统非线性项统一表示为“总扰动项”，并基于扩张状态观测器的相关理论，设计用以获得“总扰动项”估计值的扩张状态观测器。在此基础上，利用非奇异终端滑模控制理论，设计仅需相对位置和姿态测量信息的非奇异终端滑模输出反馈控制器。基于Lyapunov理论证明了系统稳定性。所设计控制器具有模型独立的特点，克服了航天器动力学参数的不确定性，并且可在有限时间内跟踪期望轨迹。最后，通过数值仿真验证了控制器的正确性和有效性。

关键词:非合作目标；相对运动；输出反馈；非奇异终端滑模；扩张状态观测器

0引言

随着空间技术及应用的不断发展，对非合作目标的在轨服务技术引起了学界的广泛关注。空间非合作目标泛指一类不能提供有效合作信息的空间物体，包括故障或失效卫星、空间碎片以及对方航天器等。国内外对此投入大量经费进行研究，例如日本在1997年成功发射的无人自主交会对接试验卫星(ETS-VII项目)，美国于2007年进行的“轨道快车(orbital express, OE)”试验[1-2]，以及由DLR与轨道……