物理约束下的反演自适应姿态控制

摘要

针对存在参数摄动、外部干扰和物理约束的航天器姿态控制问题,设计了一种鲁棒姿态控制器.基于反演控制策略,先对外环系统设计了有界虚拟角速度.接着,对显式存在控制饱和约束的姿态动力学系统进行变换,分离出存在摄动和干扰的不确定项,并采用自适应更新律估计复合不确定项;再基于障碍Lyapunov函数设计姿态控制器,将实际角速度与虚拟角速度的跟踪误差,限制在预设有界范围内,最终在实现全局渐近稳定的同时,满足了角速度有界的约束.最后数值仿真验证了姿态控制器的强鲁棒性,低耗能性和航天器的高飞行品质特性.