[发明专利]带外部干扰力矩的挠性卫星姿态滑模控制方法

权利要求书

1.一种带外部干扰力矩的挠性卫星姿态滑模控制方法，其特征在于：利用姿态四元数建立挠性卫星的运动学方程，采用混合坐标法对中心刚体带有挠性附件、外部干扰匹配的挠性卫星建立动力学方程；采用等效控制思想，基于Lyapunov直接法设计以下两种滑模控制律：针对挠性模态可测量的情况，设计一种基于状态反馈的挠性卫星姿态滑模控制律；针对挠性模态不可测量的情况，设计一种基于动态观测器的挠性卫星姿态滑模控制律。

2.根据权利要求1所述的带外部干扰力矩的挠性卫星姿态滑模控制方法，其特征在于：以姿态四元数为基础的挠性卫星的运动学方程和动力学方程如下：

q·=q·0q·v=12ET(q0,qv)ω]]>

其中，

ω·=Jmb-1[-ω×(Jmbω+δTψ)+δT(Cψ+Kη-Cδω)+u+d]η·=ψ-δω,ψ·=-(Cψ+Kη-Cδω)]]>

其中，J_mb＝J-δ^Tδ,

其中，q₀,q_v分别为姿态四元数的标量部分与向量部分；ω表示挠性卫星的姿态角速度；δ为表示卫星本体与挠性部件的耦合作用矩阵；C,K分别表示阻尼矩阵和刚度矩阵，

K=diag{ωn12,ωn22,...,ωnN2};]]>

考虑N个弹性模态，其对应的自然角频率为ω_ni,i＝1,2,…,N，对应的阻尼为i＝1,2,…,N；J_mb为刚体部分的转动惯量，u表示控制力矩，d表示有界外部干扰力矩，卫星带挠性附件，并且含有有界外部干扰力矩。