张晗，康国华，*，张琪，魏建宇，戴涧峰

1. 南京航空航天大学 航天学院，南京 211106 2. 航天东方红卫星有限公司，北京 100094

1 引言

在航天器轨道机动中通常需要根据期望(标称)轨迹对轨道进行控制，矫正运动中的位置与速度误差。为适应复杂空间环境的影响，要求运动控制策略必须满足强鲁棒性、高精度及稳定性等性能属性[1-2]以及安全避障、有限时间收敛、燃料消耗等特定约束条件。

针对空间相对动力学的控制问题，文献[3]基于状态转移矩阵研究了空间多脉冲悬停的多脉冲控制方法。文献[4]使用高斯伪谱法生成了航天器交会逼近问题的优化解决方案，并使用闭环控制对轨迹进行跟踪优化。文献[5]提出一种以最小时间算法执行航天器大角度机动的改进滑模控制方法，并与先前开发的控制方案本征四元数调节器进行对比，验证了该算法的优越性。为保障追踪航天器的安全，文献[6]针对航天器近距离逼近问题，在建立的相对运动和避碰模型的基础上，设计了考虑外界扰动上界已知和未知两种情况下的有限时间收敛避碰控制器，并通过Lyapunov理论和避碰势函数证明控制器系统能在有限时间收敛。上述方法成功地将多种约束条件引入航天器相对动力学模型中，为本文提出的滑模控制约束条件的引入提供了基础。

随着航天器任务变轨需求的增加和轨控能力增强，目前很多成熟控制方法开始应用于航天器相对变轨任务中。其中，滑模控制(sliding mode control, SMC)因其良好的鲁棒性以及扰动抑制能力[7]，被广泛使用。……