基于分段趋近律的航天器对地凝视姿态滑模控制

摘要

为了提高航天器对地凝视条件下姿态控制精度和鲁棒性,设计了一种基于分段趋近律的姿态滑模控制器.首先,根据航天器轨道参数和目标点地理坐标计算出对地凝视期望姿态.然后,针对当前分段趋近律参数设计不灵活、实际应用存在抖振的缺陷,通过在第二段的幂次趋近律中增添一项线性项,设计了一种全新的分段趋近律.理论证明了该趋近律能有效克服抖振问题;并能在有限时间收敛到滑模面.进而,基于此趋近律设计了一种适用于航天器对地凝视的姿态滑模控制器.仿真实验结果表明,控制器可以获得0.01°的姿态凝视控制精度,在姿态跟踪过程中无抖振现象;并且对外界干扰具有一定的鲁棒性,从而验证了控制器的有效性.