衛(wèi)星快速姿態(tài)機動的軌跡實時規(guī)劃與跟蹤控制方法.pdf

1、隨著航天科技的不斷發(fā)展，具有高觀測精度和高機動性的敏捷衛(wèi)星成為了研究的熱門部分，本文針對敏捷衛(wèi)星面對突發(fā)狀況或接受突發(fā)任務(wù)時需要進行快速的姿態(tài)機動以及后續(xù)穩(wěn)定跟蹤的需要，對敏捷衛(wèi)星實時快速姿態(tài)機動問題以及實現(xiàn)姿態(tài)跟蹤控制問題進行了研究，主要包括：
　　首先通過對比傳統(tǒng)滑?？刂破骱瓦f階飽和PID控制器的優(yōu)缺點，綜合兩者的優(yōu)勢設(shè)計了遞階飽和滑模控制器，該方法可以獲得繞歐拉軸快速姿態(tài)機動的軌跡，該控制器具有良好的收斂效果和魯棒性，并對轉(zhuǎn)

2、動慣量的拉偏具有一定的適應(yīng)能力。該方法控制力矩并未處于完全飽和狀態(tài)，說明獲得的機動軌跡并不是時間最優(yōu)的結(jié)果。
　　針對控制力矩發(fā)揮不完全，機動軌跡不是時間最優(yōu)的問題，通過采用應(yīng)用于兩連桿機械臂系統(tǒng)的控制時間切換法求解基于時間最優(yōu)情況下的姿態(tài)機動軌跡。該方法假定控制力矩一直處于飽和狀態(tài)，通過求解最佳的控制力矩切換時間進而獲得最優(yōu)的機動軌跡，由于該方法對初值選取要求較高，所以對前一部分的擬最優(yōu)結(jié)果進行處理后作為初值，通過仿真驗證該方法

3、可以快速獲得時間最優(yōu)條件下的姿態(tài)機動軌跡，可以滿足在軌衛(wèi)星面對突發(fā)狀況，實時獲得最優(yōu)姿態(tài)機動軌跡的任務(wù)需求。
　　針對敏捷衛(wèi)星在機動中需要保持姿態(tài)穩(wěn)定的要求，同時保證收斂時間，設(shè)計一種非奇異快速終端滑模控制器，同時為增強系統(tǒng)自適應(yīng)性及魯棒性，采用切比雪夫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，減小滑模變結(jié)構(gòu)帶來的抖振問題。對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)添加開關(guān)控制用以切換自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和魯棒控制。通過仿真結(jié)果，該控制器可以很好的跟蹤前文獲得的最優(yōu)機動軌跡，并具有很高的穩(wěn)定性和