基于欧拉四元数的3D刚体摆姿态控制的能量方法

摘要：

3D刚体摆为一个刚体在重力、扰动和控制力或力矩的作用下绕一个固定、无摩擦的支点旋转,具有三个转动自由度的刚体摆模型.针对3D刚体摆姿态稳定的非线性控制设计问题,给出基于欧拉四元数描述的3D刚体摆的姿态运动方程,证明了系统满足无源性条件,构造了系统的Lyapunov函数,利用能量法设计出3D刚体摆的姿态控制律,并由LaSalle不变集原理证明了该控制律的渐近稳定性.仿真实验给出了3D刚体摆在悬垂平衡位置的姿态和角速度的渐近稳定性,仿真实验结果表明基于能量方法的3D刚体摆姿态控制是有效的.

关键词：3D刚体摆、姿态控制、欧拉四元数、无源性、能量方法

所属期刊栏目：35

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金11072038;北京市自然科学基金重点项目B类KZ201110772039

在线出版日期：2014-04-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：66-72