基于终端滑模的集群航天器电磁编队有限时间控制

摘要

针对集群航天器电磁编队系统强非线性的动力学特性,提出了一种基于非奇异终端滑模的有限时间控制方法。首先,建立了电磁力模型,分析了远场偶极子模型的适用范围;其次,建立了电磁编队动力学方程;接着,针对非线性动力学方程,设计了有限时间收敛的非奇异终端滑模面和控制律,使控制方法对电磁力模型不确定性具有鲁棒性,同时证明了系统状态可在有限时间内到达滑模面,而且也可在有限时间内收敛到零;最后,针对本文提出的方法进行了数值仿真。结果表明:当星间距离大于线圈半径的6.76倍时,远场偶极子模型的估计误差小于10%。基于终端滑模的有限时间控制方法相比线性二次型最优控制具有更快的收敛性能。