[发明专利]一种输入饱和自适应姿态协同跟踪控制方法

摘要

本发明涉及一种输入饱和自适应姿态协同跟踪控制方法，属于多航天器编队飞行技术领域；该方法吸取双幂次算法可使编队系统快速稳定、动态调整函数优化控制增益进而减少饱和发生率、饱和函数控制输入饱和限幅、自适应律抑制干扰和补偿惯量时变不确定性等方法的优势，提出一种输入饱和自适应姿态协同跟踪控制方法，能够使得航天器编队成员快速的完成姿态协同跟踪。本发明综合考虑了输入饱和、干扰、惯量时变等影响，完善了输入饱和协同跟踪控制策略，能够使协同跟踪误差系统快速的稳定，进一步提高了控制系统的鲁棒性和实用性。

主权项

1.一种输入饱和自适应姿态协同跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、编队中包含n个跟随航天器和1个虚拟领导者航天器，以刚体航天器为研究对象，建立其四元数姿态运动学和动力学方程；步骤2、根据坐标变换建立跟随者和领导者之间的姿态运动学和动力学误差方程；步骤3、定义误差辅助变量；步骤4、航天器编队系统的通讯拓扑包括一个有向生成树，且虚拟领导者为根节点，通过有向通讯拓扑图通信策略，得到各航天器通信相邻航天器的姿态和角速度信息；步骤5、根据步骤3中辅助变量以及获得的相邻航天器的姿态和角速度等状态信息，设计姿态协同一致性控制算法控制器；步骤6、根据自身状态信息以及获得的相邻航天器的状态信息，设计干扰抑制和惯量变化补偿控制器；步骤7、根据自身的状态信息，设计快速稳定控制器；步骤8、设计动态优化参数，得到自适应姿态协同跟踪控制器；步骤9、设计输入饱和自适应姿态协同跟踪控制器，判断步骤8中自适应姿态协同跟踪控制器是否达到饱和，如果达到饱和，控制器输入力矩饱和限幅值，如果没有达到饱和值，控制器输入值为完成任务所需的小于限幅值的控制力矩。