[发明专利]一种基于滑模干扰观测器的大挠性航天器干扰补偿方法

摘要

本发明提供了一种基于滑模干扰观测器的大挠性航天器干扰补偿方法，所述补偿方法包括如下步骤：a)搭建航天器姿态控制系统Σ₁；b)构造外部系统Σ₃，所述外部系统Σ₃引入航天器挠性附件阻尼矩阵的不确定部分；所述外部系统Σ₃引入航天器挠性附件刚度矩阵的不确定部分；所述外部系统Σ₃对挠性振动与环境干扰之和进行描述；c)设计滑模干扰观测器，所述滑模干扰观测器对挠性振动与环境干扰之和进行估值；d)将标称控制器与步骤c)中所述的滑模干扰观测器进行复合得到复合控制器；所述复合控制器通过挠性振动与环境干扰之和的估值对所述挠性振动与环境干扰之和进行补偿。

主权项

1.一种基于滑模干扰观测器的大挠性航天器干扰补偿方法，其特征在于，所述补偿方法包括如下步骤：a)搭建航天器姿态控制系统Σ₁，所述航天器姿态控制系统Σ₁引入环境干扰，对所述航天器姿态控制系统Σ₁变换为所述航天器姿态控制系统Σ₂，所述航天器姿态控制系统Σ₂引入挠性振动与环境干扰之和；b)构造外部系统Σ₃，所述外部系统Σ₃对挠性振动与环境干扰之和进行描述，其中，所述的外部系统Σ₃的构造步骤如下：(1)引入航天器挠性附件阻尼矩阵C的不确定部分C_Δ，引入航天器挠性附件与刚度矩阵D的不确定部分D_Δ；对航天器挠性阻尼矩阵和航天器刚度矩阵进行如下表述：其中，C₀与D₀分别为地面测得的标称参数；(2)定义状态变量w₁＝η，w₃＝d，得到如下方程：其中，I为单位矩阵，矩阵G＝(I‑δJ^‑1δ^T)^‑1；(3)定义如下系数矩阵：(4)外部系统Σ₃进行如下表述：其中，Γ为不确定向量，Γ表示为：W_Δ满足有界条件W_Δ＝MF(t)N，M，N为适当维数的常值矩阵，F(t)为时变矩阵并且满足F^T(t)F(t)≤I；状态变量w满足范数有界条件||w||≤α，挠性振动与环境干扰之和满足范数有界条件其中，α、β为已知的常数；c)设计滑模干扰观测器，所述滑模干扰观测器对所述挠性振动与环境干扰之和进行估值；d)将标称控制器与步骤c)中所述的滑模干扰观测器进行复合得到复合控制器；所述复合控制器通过挠性振动与环境干扰之和的估值对所述挠性振动与环境干扰之和进行补偿。