[发明专利]基于饱和反步法的航天器分布式姿态超敏捷机动控制方法

权利要求书

1.一种基于饱和反步法的航天器分布式姿态超敏捷机动控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)输入最大控制力矩u_max和最大姿态角速度ω_max以及目标姿态角

(2)进入单个控制周期，根据目标姿态角计算姿态误差四元数其中q_e0为姿态误差四元数的标量部分，q_e＝[q_e1 q_e2 q_e3]^T为姿态误差四元数的矢量部分；

(3)确定为n+1级，n≥1，饱和虚拟输入函数f^*(q_e)和与n+1级饱和虚拟输入函数和航天器姿态角速度ω＝[ω_x ω_y ω_z]^T相关的力矩项

其中：为力矩项在x轴上的分量，为力矩项在y轴上的分量，为力矩项在z轴上的分量，f(sat⁽ⁿ⁾(g)，q_e)为n级饱和虚拟输入函数，并且：

其中：为f^*(q_e)的第一个分量，为f^*(q_e)的第二个分量，为f^*(q_e)的第三个分量；f(sat⁽ⁿ⁾(g)，q_e1)为f(sat⁽ⁿ⁾(g)，q_e)的第一个分量，f(sat⁽ⁿ⁾(g)，q_e2)为f(sat⁽ⁿ⁾(g)，q_e)的第二个分量，f(sat⁽ⁿ⁾(g)，q_e3)为f(sat⁽ⁿ⁾(g)，q_e)的第三个分量；

(4)同时进入并行步骤(5)-(7)；

(5)假如q_e1≠0，进入步骤(8)，否则，进入步骤(9)；

(6)假如q_e2≠0，进入步骤(10),否则，进入步骤(11)；

(7)假如q_e3≠0，进入步骤(12),否则，进入步骤(13)；

(8)计算x通道的控制力矩u_c,x并进入步骤(14)：

(9)x通道的控制力矩为u_c,x＝0Nm,进入步骤(14)；

(10)计算y通道的控制力矩u_c,y并进入步骤(14)：

(11)y通道的控制力矩为u_c,y＝0Nm,进入步骤(14)；

(12)计算z通道的控制力矩u_c,z并进入步骤(14)：

(13)z通道的控制力矩为u_c,z＝0Nm；

(14)控制力矩为u_c＝[u_c,x u_c,y u_c,z]^T；

(15)假如任务未完成，进入步骤(2),否则，任务结束。

2.根据权利要求1所述的基于饱和反步法的航天器分布式姿态超敏捷机动控制方法，其特征在于，步骤(1)所述最大控制力矩u_max和最大姿态角速度ω_max以及目标姿态角输入姿态控制器中。