航天器姿态系统饱和抗干扰控制方法的研究

项目名称： 航天器姿态系统饱和抗干扰控制方法的研究

项目编号： No.61403031

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 胡锦昌

作者单位： 北京控制工程研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 控制力矩饱和与抗外界干扰时在航天器姿态控制问题中具有广泛的应用背景。许多学者曾提出过解决方案，但能同时处理这两方面问题的成果并不多，且存在控制器形式复杂、参数要求严格和不能保证四元数收敛等缺点。本文即对该问题展开深入研究，试图利用非线性系统理论,结合不变区域分析等手段,设计出饱和抗干扰的姿态控制器,具体包括三方面的内容。首先，针对姿态系统线性化后的二阶积分系统，试图设计出形式简单、参数要求宽松的饱和PID控制器，并提供闭环稳定性的严格证明。其次，考虑到姿态系统的输入-状态稳定性在饱和抗干扰问题中的重要作用，将对非线性姿态系统在存在干扰下的状态行为进行深入研究，并设计出能满足输入-状态稳定的鲁棒姿态切换控制器。再次，对非线性姿态系统的饱和抗干扰问题展开较为系统的研究，力图克服已有文献中不能保证四元数收敛的缺点，设计出参数要求宽松、抗干扰能力强的饱和控制器，并提供闭环系统稳定性的完整证明。

中文关键词： 饱和控制；姿态控制；干扰辨识和补偿；输入-状态稳定；混杂控制器

英文摘要： In the field of spacecraft attitude control, two problems are often encountered: input saturation and anti-disturbances. To deal with them, lots of scholars have proposed their solutions, whereas few are able to deal with these two problems simultaneously

英文关键词： saturation control；attitude control；disturbance identification and compensation；input-to-state stability；hybrid controller