基于超螺旋干扰观测器的组合体航天器姿态接管控制

作者：吕跃勇; 秦堂皓; 张薇^*; 方慧

来源：无人系统技术, 2020, 3(05): 39-45.

DOI：10.19942/j.issn.2096-5915.2020.05.006

• 组合体航天器
• 超螺旋观测器
• 前馈补偿控制
• 姿态接管
• 自适应算法

服务航天器捕获非合作目标后构成的组合体航天器的姿态接管控制是空间在轨服务的核心技术。提出了一种基于超螺旋干扰器的前馈补偿姿态接管控制方法。首先,考虑目标航天器质量参数未知、对抗能力不确定等非合作特性,开展了基于空间姿态一致性原则的组合体航天器姿态动力学数据驱动建模。然后,将目标航天器通过机械臂施加给服务航天器的反作用力矩视为广义干扰,设计了一种具有自适应增益的超螺旋干扰观测器,实现了对广义干扰的有限时间收敛观测。在此基础上,进一步提出了一种基于超螺旋干扰观测结果的前馈补偿姿态接管控制方案。最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性。观测器增益的自适应调节使得系统在保障稳定收敛的同时,能够对广义干扰进行快速、准确的估计,再经前馈补偿可进一步提高系统的控制性能。

• 单位
  上海航天控制技术研究所; 哈尔滨工业大学