| 航天器姿态跟踪有限时间自适应积分滑模控制 |
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| 引用本文： | 冯昱澍,刘昆,冯健.航天器姿态跟踪有限时间自适应积分滑模控制[J].电子科技大学学报（自然科学版）,2021,50(4):527-534. |
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| 作者姓名： | 冯昱澍 刘昆 冯健 |
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| 作者单位： | 国防科技大学空天科学学院 长沙 410073;北京跟踪与通信技术研究所 北京 海淀区 100094;中山大学航空航天学院 广州 510006;中国人民解放军96901部队 北京 海淀区 100094 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(61603405) |
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| 摘 要： | 针对刚体航天器存在模型参数不确定性和外界干扰情况下的姿态跟踪控制问题，该文提出了一种有限时间自适应积分滑模控制方法。建立了用四元数表示的航天器姿态跟踪数学模型；在不考虑参数不确定性和干扰的情况下，基于非线性系统齐次性方法设计了一种有限时间控制算法，保证航天器姿态在有限时间内跟踪上期望姿态；当扰动存在时，为提高闭环系统的鲁棒性，结合有限时间控制和滑模控制，将有限时间控制算法应用到滑模面的设计中，设计出一种有限时间积分滑模面；最后用自适应方法设计了动态滑模切换函数增益。理论分析表明该方法兼具有限时间控制和滑模控制的优点，可使闭环系统状态有限时间收敛并具有很好的鲁棒性。仿真结果说明了该方法的有效性。
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| 关 键 词： | 自适应滑模 姿态跟踪 有限时间稳定 积分滑模 刚体航天器 |
| 收稿时间： | 2021-03-10 |
Finite Time Adaptive Integral Sliding Mode Control Method for Spacecraft Attitude Tracking |
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| Affiliation: | 1.College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology Changsha 4100732.Beijing Institute of Tracking and Telecommunications Technology Haidian Beijing 1000943.School of Aeronautics and Astronautics, Sun Yat-sen University Guangzhou 5100064.Unit 96901 PLA Haidian Beijing 100094 |
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| Abstract: | For the rigid spacecraft attitude tracking control problem with parameter uncertainties and external disturbances, a method of finite time adaptive integral sliding mode controller is proposed in this paper. A spacecraft attitude tracking model is described with quaternion. The basic principles of finite time method are introduced. Then, an integral sliding surface is designed with finite time method, which estimates bound of the disturbances and parameter uncertainties. The method has the characteristic of integral sliding mode method and finite time method. Simulation results show the fine performance of the controller. |
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