基于非奇异快速终端滑模的自适应平滑控制用于CubeSat编队飞行的分布式空间望远镜演示任务
系统与控制
2025-01-07 v5 系统与控制
摘要
本文提出了一种基于非奇异快速终端滑模的自适应平滑控制方法，用于分布式空间望远镜演示任务。分布式空间望远镜具有灵活的焦距，对应于编队飞行概念中的相对位置。CubeSat的有限规格通常限制执行器的性能，最关键的是受控运动的自由度。本研究导致了一种通过非奇异快速终端滑模的自适应平滑控制方法的发展。针对单输入单输出系统开发的自适应平滑控制算法被采用并扩展到分布式空间望远镜的相对轨道和姿态控制系统。软件仿真在真实任务条件下进行，即真实的CubeSat结构、硬件规格和操作约束。所提出的算法仅包含七个参数，可以根据其物理意义轻松调整。此外，预先指定的误差界被解析推导出来，这增强了算法在实际任务中的适用性。仿真将自适应平滑非奇异快速终端滑模控制器与线性二次调节器和比例微分算法的效率进行了比较。结果验证了自适应平滑非奇异快速终端滑模控制算法在分布式空间望远镜演示任务的对准时间和燃料消耗方面表现出更好的控制性能。
引用
@article{arxiv.2402.04718,
title = {Adaptive Smooth Control via Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode for Distributed Space Telescope Demonstration Mission by CubeSat Formation Flying},
author = {Soobin Jeon and Hancheol Cho and Sang-Young Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.04718},
year = {2025}
}
备注
This manuscript is accepted to IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems