航天器的避奇异预设性能姿态跟踪
系统与控制
2023-01-02 v1 系统与控制
摘要
具有预定性能要求的姿态跟踪问题近年来受到极大关注，预设性能控制（PPC）方案常被用于解决该问题。然而，传统 PPC 方案存在固有缺陷且尚缺解决方案，例如当状态约束被违反时的奇异问题，以及当状态轨迹接近约束边界时潜在的过控制问题。本文提出一种避奇异预设性能控制方案（SAPPC）来处理这些问题。提出一种基于剪切映射的新型误差变换，以提供全局非奇异的误差变换过程，同时采用时变约束边界以在不同控制阶段施加适当的约束强度，缓解过控制问题引起的潜在不稳定性。此外，构造了一种新型分段参考性能函数（RPF），为状态响应信号提供相关参考轨迹，实现对系统响应行为的精确控制。基于所提 SAPPC 方案，设计了反步控制器，并采用预定时间稳定技术与动态面控制技术以增强控制器的鲁棒性与性能。最后，通过理论分析与数值仿真结果验证了所提控制方案的有效性与鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2206.12761,
title = {Singularity-Avoidance Prescribed Performance Attitude Tracking of Spacecraft},
author = {Jiakun Lei and Tao Meng and Weijia Wang and Heng Li and Zhonghe Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12761},
year = {2023}
}
备注
18 pages,18 figures