使用扰动估计和控制屏障函数实现小天体软着陆: 考虑引力不确定性
系统与控制
2026-03-16 v2 系统与控制
最优化与控制
摘要
小天体软着陆 (SCB) 面临独特挑战, 因为引力模型不充分描述 SCB 的高阶引力效应。现有控制方法在引力不确定性下缺乏安全性保证。本文提出一种三阶段控制架构, 结合扰动估计、轨迹跟踪和安全执行. 扩展的高增益观测器在线估计引力扰动, 反馈线性化控制器跟踪参考轨迹, 最小干预二次规划程序在保持接近 nominal 控制的同时, 执行状态和输入约束. 该方法使我们能够在考虑引力不确定性的情况下进行激进而安全的机动。数值仿真表明, 该控制器在不规则形状的 SCB 上实现软着陆, 凸显其实现自主 SCB 任务的潜力。
引用
@article{arxiv.2510.05895,
title = {Safe Landing on Small Celestial Bodies with Gravitational Uncertainty Using Disturbance Estimation and Control Barrier Functions},
author = {Felipe Arenas-Uribe and T. Michael Seigler and Jesse B. Hoagg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.05895},
year = {2026}
}
备注
Accepted for the 2026 American Control Conference (ACC)