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1.
This paper investigates the problem of output feedback attitude tracking control of a rigid spacecraft in the presence of external disturbances. Two optimal control laws with a disturbance estimator are developed to deal with this problem. An adapted extended state observer is used to estimate the angular velocity tracking errors and to allow for compensation for the total disturbances. The proposed control can be expressed as the sum of a nonlinear optimal controller and an estimated disturbance. For the optimal controller, the state‐dependent Riccati equation and optimal Lyapunov techniques are employed to solve the infinite‐time nonlinear optimal control problem. The developed controllers can minimize a performance index and ensure the stability of the closed‐loop system and external disturbance attenuation. On the other hand, using the adapted extended state observer, the asymptotic convergence of estimation error dynamics is proven. An example of multiaxial attitude manoeuvres is given and simulation results are included to demonstrate and verify the usefulness of the proposed controllers.  相似文献
2.
本文研究了无人驾驶飞行器(unmanned aerial vehicle,UAV)的姿态跟踪控制问题.针对在飞行器姿态跟踪时存在的系统模型不确定性和外界扰动,提出了一种基于四元数的姿态跟踪控制方法,基于UAV的姿态误差模型分别设计系统的观测器和控制器.首先,以四元数为姿态参数建立系统的非线性误差模型;在此基础之上,设计一种非线性干扰观测器(nonlinear disturbance observer,NDOB)用以在线估计误差模型中的复合扰动,并在控制输入端进行相应的补偿.然后通过设计非线性广义预测控制律设镇定误差系统,实现姿态跟踪.最后基于频域理论分析了非线性干扰观测器的扰动抑制性能.仿真与实验结果表明本文提出的方法在系统存在复合扰动的情况下能使系统姿态有效的跟踪期望值.  相似文献
3.
王璐  苏剑波 《控制理论与应用》2013,30(12):1609-1616
本文针对飞行器姿态跟踪控制问题, 考虑系统的内部模型不确定性和外界扰动, 设计了使跟踪误差一致最终有界的控制器. 以四元数为姿态参数, 建立系统的非线性误差模型; 将控制系统分为内环观测器和外环控制器分别设计, 其中, 线性扩张状态观测器作为系统内环将实际系统补偿为标称模型, 而外环非线性控制器则用于镇定非线性标称系统. 最后, 利用Lyapunov理论得到了一致最终有界的稳定性结论, 并基于频域理论, 分析了线性扩张状态观测器阶次对系统性能的影响. 姿态跟踪实验表明, 本文设计的控制系统能够有效实现飞行器的姿态跟踪控制.  相似文献
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