柔性航天器大角度机动的自适应模糊变结构姿态控制

摘要

针对航天器大角度机动过程中多种模态的强耦合非线性问题,提出了一种自适应模糊变结构姿态控制方法.首先利用拉格朗日方程建立了带柔性附件航天器的动力学模型,然后设计变结构控制器,使得系统状态能在有限时间内到达滑模面,并采用自适应模糊系统逼近系统所存在的耦合非线性项,抑制由于刚体大角度机动所激发的附件弹性振动模态作用,使得系统在滑模面上具有良好的动态性能.为了削弱变结构控制项所带来的抖动,避免激发系统的高频模态,采用边界层方法来代替开关项,并通过模糊规则表的方法确定边界层的厚度。仿真结果表明,所提出的控制方法既实现了柔性航天器高精度姿态控制,也保证了弹性模态的有效抑制,系统对各种干扰具有一定的鲁棒性。