梁红利，孟中杰

(西北工业大学航天学院，西安 710072)

0 引 言

在空间通信任务中,为保证天线有效传输信号,带有大型天线的通信卫星需要保持姿态稳定[1]。但是天线振动与卫星姿态运动紧密耦合,给卫星姿态稳定控制造成了极大的困难[2]。

文献[3]将天线振动视为外界干扰,通过状态观测器对扰动进行预估和前馈补偿实现卫星姿态稳定。文献[4]采用动态补偿器抵消天线振动带来的未知干扰,设计了一种基于输出反馈的多目标鲁棒极点配置方法。文献[5]将天线振动视为外界干扰,利用变结构控制对扰动不敏感的优点实现姿态稳定。以上方法均有效削弱了天线振动对姿态的影响,但是没有兼顾控制性能的需求。

最优控制能够兼顾响应快、超调小、抗干扰能力强、控制输入能量少等多种性能需求,实现卫星姿态稳定[6]。文献[7]采用动态规划求解卫星单轴姿态最优稳定控制问题。文献[8]融合动态规划、自适应控制和强化学习,解决了卫星姿态最优稳定控制问题。考虑外界干扰和系统不确定性,文献[9]设计神经网络算法估计外界干扰,构建性能指标函数实现最优控制。文献[10]基于干扰估计建立非线性扰动的上界函数,设计了基于神经网络的最优控制方法。考虑外界干扰引起系统不确定性,文献[11]基于神经网络模型建立性能指标函数并求解哈密顿-雅各比-贝尔曼(Hamilton Jacobi Bellman,HJB)方程实现最优控制。以上方法都通过构建基于干扰估计的性能指标函数实现最优控制,但需要假设外界干扰满足与控制输入相关的匹配条件。……