一种无角速度信息的挠性航天器姿态控制方法

空间控制技术与应用 ›› 2009, Vol. 35 ›› Issue (2): 18-23.

一种无角速度信息的挠性航天器姿态控制方法

蔡建1,2，王芳1,2，张洪华1,2

1.北京控制工程研究所，北京100190）
(2.空间智能控制技术国家级重点实验室，北京100190

收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2009-04-25 发布日期:2009-04-25

A Velocity-free Attitude Controller of Flexible Spacecraft

CAI Jian1,2, WANG Fang1,2 , ZHANG Honghua1,2

1. Beijing Institute of Control Engineering, Beijing 100190，China;
2. National Laboratory of Space Intelligent Control, Beijing 100190,China

Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2009-04-25 Published:2009-04-25

摘要/Abstract

摘要： 研究了一种无角速度信息挠性航天器的姿态稳定控制方法。针对挠性航天器陀螺故障或无陀螺配置情形下无角速度测量信息的姿态控制问题，基于姿态四元数设计了姿态定点调节的无速率控制器，利用Lyapunov方法和LaSalle不变原理证明了闭环系统的全局渐近稳定性，并对控制方案进行了改进。仿真验证了控制律的有效性。

关键词: 挠性航天器, 姿态控制, 无速率控制器, Lyapunov方法

Abstract: A method for designing attitude stabilization controllers is proposed in this paper for flexible spacecraft without angular velocity measurements. In order to solve the attitude control problem when the angular velocity is not available due to gyro failure or gyroless configuration, a velocity-free attitude regulation controller is proposed in this paper based on quaternion with the global asymptotic stability of the closed loop system proved by combining the Lyapunov direct method with the LaSalle’s theorem. An improved controller is also designed in this paper. Numerical simulations demonstrate the effectiveness of the proposed method.

Key words: flexible spacecraft, attitude control, velocity-free controller, Lyapunov approach

中图分类号:

v448.2

蔡建1,2，王芳1,2，张洪华1,2. 一种无角速度信息的挠性航天器姿态控制方法[J]. 空间控制技术与应用, 2009, 35(2): 18-23.

CAI Jian1,2, WANG Fang1,2 , ZHANG Honghua1,2. A Velocity-free Attitude Controller of Flexible Spacecraft[J]. , 2009, 35(2): 18-23.

[1]	谢军, 王平. 北斗导航卫星姿态与轨道控制技术发展与贡献[J]. 空间控制技术与应用, 2021, 47(5): 1-8.
[2]	王鸿儒, 刘云平, 马金虎, 严乐. 基于奇异摄动法的水下机器人串-并联PID控制[J]. 空间控制技术与应用, 2021, 47(3): 40-48.
[3]	汪洋, 龚薇, 张江伟, 余琪, 朱勃帆. 航天器姿态控制的区间参数化方法 [J]. 空间控制技术与应用, 2020, 46(5): 59-64.
[4]	崔宇飞, 邓四二, 邓凯文, 张文虎, 崔永存. 控制力矩陀螺轴承组件摩擦力矩特性研究[J]. 空间控制技术与应用, 2020, 46(5): 73-80.
[5]	刘畅, 王昊, 杨帆, 金仲和. 一种用于SGCMG奇异规避的CVP轨迹规划[J]. 空间控制技术与应用, 2020, 46(4): 7-14.
[6]	王登峰, 姚舒越, 焦仲科, 姚鑫, 李由. 对于动态目标的航天器鲁棒PD+快速跟踪控制方法[J]. 空间控制技术与应用, 2020, 46(2): 16-21.
[7]	马飞越, 韩吉霞, 牛勃, 佃松宜. 基于区间二型模糊终端滑模控制的飞行器姿态控制[J]. 空间控制技术与应用, 2019, 45(5): 22-.
[8]	魏春岭, 袁泉, 张军, 王梦菲. 基于指令滤波的低频挠性航天器振动控制方法[J]. 空间控制技术与应用, 2019, 45(3): 1-.
[9]	. 仅地心矢量测量的卫星转对地定向姿态控制方法[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(6): 1-7.
[10]	李航, 何广平, 毕富国. 一类微型扑翼飞行器的滑模自适应姿态控制[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(5): 81-88.
[11]	胡锦昌, 张洪华, 王泽国, 陈上上. 关于干扰作用下航天器姿态饱和控制的结果[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(4): 56-60.
[12]	冯佳佳, 李宜鹏 . 一种基于模糊分割的黄金分割控制器设计及其应用[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(2): 25-30.
[13]	孙帅, 王磊, 王志文 . 基于事件触发的航天器变周期控制方法研究[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(2): 31-35.
[14]	刘敏, 陆宁云, 肇刚, 姜斌. 基于近邻保持嵌入的卫星姿态控制系统微小故障检测[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(2): 42-48.
[15]	闵家麒, 朱宏玉. 基于区间算法的微小卫星微推力器阵列规模估计[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(5): 22-30.