[发明专利]基于分布式高阶滑模估计器的航天器姿态协同控制方法

摘要

本发明公开了一种基于分布式高阶滑模估计器的航天器姿态协同控制方法，利用姿态四元数，建立领导航天器与跟随航天器的误差跟踪模型；利用图论，建立满足有向生成树条件的通信拓扑；在仅部分跟随航天器获得领导航天器的姿态四元数的约束下，基于一致性算法，所有跟随航天器分布式地观测领导航天器的姿态四元数，利用高阶滑模算法，所有跟随航天器分布式地估计领导航天器的角速度，成功地避免了模型不确定性的影响，具有较高的估计精度，还能避免对多航天器系统的协同误差模型进行分析，简化了多航天器系统的控制系统的设计过程；通过设计姿态协同滑模控制器，有效抑制了模型不确定性和干扰对多航天器系统的影响，实现了姿态的高精度协同跟踪。

主权项

1.一种基于分布式高阶滑模估计器的航天器姿态协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用姿态四元数，建立单航天器转动的运动学模型与动力学模型，考虑多航天器系统，对应建立多航天器系统内每个航天器转动的运动学模型与动力学模型，并建立跟随航天器与领导航天器的误差跟踪模型；S2：针对有领导航天器的多航天器系统，设计满足有向生成树条件的通信拓扑，并设计跟随矩阵、邻接矩阵和拉普拉斯矩阵；S3：基于高阶滑模方法，设计跟随航天器的分布式高阶滑模估计器，在部分跟随航天器获取领导航天器的姿态四元数的前提下，在所有跟随航天器上估计领导航天器的姿态四元数与角速度；S4：基于分布式高阶滑模估计器，设计多航天器系统的控制系统的滑模面与姿态协同滑模控制器。