应用旋转矩阵的卫星姿态输出反馈机动控制

作者：黄静; **; 刘付成; 李传江

来源：航空学报, 2016, 37(12): 3774-3782.

• 刚体卫星
• 姿态机动
• 旋转矩阵
• 输出反馈
• 向量测量

针对卫星姿态机动控制问题,提出一种只利用向量测量信息的无角速度反馈的输出反馈控制方法。卫星姿态的指向直接通过旋转矩阵进行描述,而不是先进行参数化过程,避免了由欧拉角、修正的罗德里格参数(MRPs)与四元数等姿态描述方式产生的奇异问题与退绕问题。首先,通过向量测量信息与一组期望姿态向量,引入一个新的姿态指向误差向量,并对其性质进行分析。其次,进一步结合主导滤波器的思想,设计了无需角速度信息的卫星姿态机动控制器,并应用Lyapunov理论,对闭环系统的全局稳定性进行了严格的证明。最后,对所提出的控制算法进行了数值仿真,其结果验证了所设计的输出反馈控制算法的可行性和有效性。

• 单位
  航天学院; 哈尔滨工业大学; 上海航天控制技术研究所