基于时变增益ESO的多航天器SO(3)姿态协同控制

作者：马鸣宇; 董朝阳^*; 王青; 周敏

来源：北京航空航天大学学报, 2018, 44(09): 1797-1807.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0719

• 多航天器
• 协同控制
• 扩张状态观测器(ESO)
• 时变增益
• 特殊正交群(SO(3))

针对多航天器姿态协同控制问题,基于特殊正交群(SO(3))研究了存在干扰情形下的控制设计方法。结合有向通信拓扑建立了多航天器SO(3)模型,在此模型的基础上提出了一种时变增益扩张状态观测器(ESO)对系统的总干扰进行估计,削弱了常值增益ESO的峰化现象。利用相邻航天器的信息给出了旋转矩阵形式的协同指令,进一步基于SO(3)方法设计了协同控制器。同时采用ESO的输出在所设计的控制器中对系统的干扰进行补偿,从理论上给出了ESO的收敛性以及闭环系统的稳定性证明,保证多航天器系统能够实现稳定协同。仿真结果验证了本文方法的有效性和快速性。

• 单位
  北京仿真中心; 北京航空航天大学; 北京电子工程总体研究所