本技术提供了一种航天器姿态控制方法,专注于处理外部干扰和输入限制。通过构建航天器动力学模型,并利用误差转换技术,实现了对航天器姿态的高效控制,以适应不同的性能需求。
背景技术
随着航天技术的高速发展和航天需求的不断提高,空间任务由单一化逐渐向多样化、复杂化、自主化的方向发展,对航天器的控制精度和稳定性的要求也随之上升。姿态控制是航天器控制中最基础、最重要的控制分系统之一,高精度、高鲁棒性的姿态控制是复杂空间任务执行的强力保障。由于太空环境的复杂未知以及航天器本身的性能限制,航天器在执行姿态机动任务时总是会面临各种复杂的问题,主要包括燃料和载荷的变化引起的惯性参数不确定性、来自内外部的多源干扰、传感器测量故障以及航天器执行机构故障等。
考虑到航天器运行过程中可能遇到的干扰、输入饱和等多种问题,本领域学者提出了多种控制算法,比如自适应控制、滑模控制、预设性能控制,其中预设性能控制方法由于预设受控系统性能和控制方案设计上的优势而备受关注。
然而,传统预设性能控制方法虽然能够在一定程度上保证误差的收敛速度和可控超调,满足系统的瞬态性能和稳定性要求,使航天器的动态过程满足规定约束,但存在应对饱和时无法满足性能约束的局限性问题,导致预设性能控制在饱和期间失效。
实现思路