航天器编队飞行多目标姿态快速跟踪鲁棒控制

摘要

研究了航天器编队飞行多目标姿态跟踪鲁棒控制问题.主航天器装有一个快速机动天线和一个星载相机.考虑相机对地面目标跟踪,同时考虑天线与从航天器通信的空间任务.通过引入角速度约束和姿态角约束,分别推导了相机和天线的参考姿态角、角速度和角加速度.提出期望逆系统的概念,将三维空间姿态跟踪问题转化为调节问题,简化了控制器的设计.考虑存在参数摄动和外部干扰力矩的情况,基于期望逆系统和滑模控制,设计了鲁棒姿态跟踪控制器,并利用Liapunov稳定性理论证明了控制系统的渐近稳定性.以两航天器编队飞行多目标跟踪为例进行数值仿真,结果表明所设计的控制器具有良好的鲁棒性和优越的跟踪性能.