易航 陈雪芹 刘明

0 引言

星间数据传输时，不可避免地存在通信时延[1].一般来说，星间数据传输时延[2-4]主要包括：1)排队延时：即待发送信息进入排队队列，到此信息开始发送所花费的时间；2)发送延时：从开始发送信息的第一个字节直至信息的最后一个字节所需的时间；3)传输延时：信息从发送设备传输到接收设备所花费的时间.以目前的技术手段，在进行星间通信的过程中是无法避免通信延迟问题的.如不考虑星间通信时延的影响，所设计的姿态协同控制律可能无法获得理想的控制性能，甚至会出现使姿态控制系统失稳[5]的情况.另一方面，在考虑通信时延的情形下，如采用基于事件触发的通信机制进行姿态协同控制器的设计，由于事件触发通信机制本身就会造成信息传输延迟，如再与上述的通信时延叠加到一起，无疑增加了控制器的设计负担和保守性，很难取得理想的控制性能[6-8].

除了事件触发通信机制以外，信号量化是另一种能够有效降低星间通信字节的手段[9].从自动控制理论角度来说，通信时延属于时间域上的信息滞后，而信号量化属于状态空间意义上的信息截取，如果一个控制系统同时存在通信时延和信号量化，其对应的信号误差，是可以通过合理设计控制器进行有效补偿的[10-13].基于这一原因，本文将针对编队航天器星间通信中的数据传输时延问题，采用信号量化的通信策略，研究对应的姿态协同控制器设计问题.