考虑输入饱和的空间飞行器姿态神经鲁棒自适应滑模控制

作     者：李成洋 王伟 耿宝魁 胡宽容 王雨辰 LI Chengyang;WANG Wei;GENG Baokui;HU Kuanrong;WANG Yuchen

作者机构：北京理工大学宇航学院北京100081 无人机自主控制技术北京市重点实验室北京100081 西北工业集团有限公司西安710043 

基　　金：国家自然科学基金(52272358 62103052) 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2024年第45卷第8期

页      码：1269-1280页

摘      要：针对空间飞行器姿态跟踪控制过程中出现的执行器饱和、模型不确定性和未知外部扰动问题,提出了一种鲁棒自适应径向基函数神经网络(RBFNN)增强滑模控制方法。首先,基于四元数法建立空间飞行器姿态运动学和动力学模型,并针对未知外部扰动建立非线性扰动观测器。其次,为了解决执行器饱和问题,引入高斯误差函数对控制器幅值进行约束,并以PID滑模控制为框架,对控制器进行设计。在控制器设计过程中,利用新型切换函数将鲁棒自适应控制和RBFNN进行结合,对模型不确定性进行逼近,并利用梯度下降法解决RBFNN权值优化问题。随后,基于Lyapunov理论证明闭环系统的有界性,并分析了闭环系统的收敛域。最后,通过仿真分析验证了所设计控制器的有效性和鲁棒性。

主 题 词：空间飞行器 执行器饱和 模型不确定 扰动观测器 RBFNN 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.3873/j.issn.1000-1328.2024.08.011

馆 藏 号：203143375...