姿态控制中的散开现象

摘要：

对散开现象提出了一种新的解释，并对姿态控制提出了一种新的PD型控制。实际应用中常用四元数来表示一刚体运动的姿态。可是四元数的状态空间S3对姿态集合SO(3)是双重覆叠的，即每一个姿态对应两个不同的四元数向量。这样，当采用四元数来进行反馈控制时，四元数的非唯一性会在q∈S3和-q∈S3的邻域分别形成一个吸引域和一个排斥域，从而导致了姿态控制的散开现象。文中用一个姿态控制的实例来说明这个不稳定现象。为了避免出现散开现象，提出了一个PD型的非线性控制器。这种控制器还有一个特点是能够以最小转角来回归平衡状态。

关键词：姿态控制、四元数、旋转矩阵、散开现象

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金重点资助项目61034001;国家自然科学基金资助项目61174203,60374027

在线出版日期：2015-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：101-105