航天器姿态控制输入饱和问题综述

• 作者: 王靓玥 郭延宁 马广富 刘魏林
• 来源期刊: 宇航学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 航天器姿态控制 输入饱和 限幅函数 类PD控制 最优化
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 综述
• 页码范围: 11-21
• 页数: 11页
• 分类号: V474.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3873/j.issn.1000-1328.2021.01.002

摘要

针对航天器姿态控制输入饱和问题的解决方法进行了梳理和归纳,将技术途径主要分为三类,对每一类中具体方法的设计思想、数学形式及工作特征进行了分析与比较,总结得出特点、效果效用以及适用范围,主要有:1)控制律整体考虑饱和类:如饱和函数法、限幅函数法、切换函数法、抗饱和控制等.由于可高效发挥执行机构能力,但形式复杂,适用于对调节时间有要求、计算能力强的航天器快速姿态机动任务;2)控制律各项分别考虑饱和类:如类PD控制、反步法等.由于设计简单,但执行机构不能充分利用,适合对调节时间无要求或低成本小卫星的姿态调节任务;3)考虑饱和约束的优化类:如时间/能量/燃料最优控制及混合指标最优等.由于可用于多约束指标最优问题,但计算量大且依赖精确数学模型,适合于大型航天器的最优姿态机动任务或未来航天器控制任务.本文工作以期为实际任务提供有效支撑.