基于对偶四元数的卫星主从式编队姿轨跟踪的优化控制
吴锦杰
刘昆
韩大鹏
张峰
1.国防科学技术大学航天科学与工程学院,湖南长沙,4100732.国防科学技术大学航天科学与工程学院,湖南长沙,4100733.国防科学技术大学航天科学与工程学院,湖南长沙,4100734.国防科学技术大学航天科学与工程学院,湖南长沙,410073
摘要：在对偶四元数的框架下研究了主从式编队卫星相对姿态和相对位置跟踪控制的优化问题.首先,给出了用对偶四元数描述的编队卫星六自由度的相对运动模型.接着,把系统模型拆分为标称系统和扰动系统,对于标称系统,使用李雅普诺夫优化控制技术和轨迹跟踪优化的方法来得到非线性系统的次优解,而对于扰动系统,利用滑模控制来确保闭环系统的鲁棒性,为此把最优控制和滑模控制结合起来提出了一种优化的积分滑模控制器,并通过李雅普诺夫方法严格地证明了整个闭环系统的全局渐近稳定性.最后,通过数学仿真来验证设计方法的有效性和可行性,结果表明本文的方法能够实现编队卫星姿轨跟踪的精确控制,收敛速度较快,得到的性能指标更小,且对模型参数不确定性和外部有界干扰具有较强鲁棒性.
关键词：优化的积分滑模控制跟踪控制李雅普诺夫优化控制轨迹跟踪优化李雅普诺夫方法对偶四元数编队卫星
分类号：V448.21(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)
资助基金：国家高技术研究发展计划（863计划）(863;2011AA7022019)高分辨率对地观测系统重大专项(GFZX04010801)
论文发表日期：2013-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 1069-1078 )
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