输入饱和的充液航天器抗干扰有限时间滑模控制

摘要：

研究三轴稳定充液航天器姿态控制过程中存在外部未知干扰、参数不确定和输入饱和的问题,提出一种抗干扰有限时间滑模控制的姿态机动控制方法.将部分充液贮箱内液体燃料晃动等效为球摆模型,采用动量矩守恒定律推导出充液航天器耦合动力学方程.首先,设计有限时间积分滑模干扰观测器,保证控制系统中集总干扰可以在有限时间内被估计;然后,基于所设计的干扰观测器,提出一种抗干扰有限时间快速终端滑模控制策略,并且证明在该控制律的作用下闭环系统的状态是有限时间稳定的,而且收敛到指定的快速终端滑模面上.此外,通过引入辅助变量补偿控制输入超调量,克服输入饱和的约束.仿真结果验证了该控制策略的有效性和鲁棒性.

关键词：充液航天器、姿态机动、有限时间控制、干扰观测器、滑模控制

所属期刊栏目：36

分类号：V448(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;内蒙古自治区自然科学基金

在线出版日期：2021-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1078-1086