[发明专利]一种空间拦截器鲁棒姿态控制方法

说明书

本发明提供了一种空间拦截器鲁棒姿态控制方法，包括以下步骤：步骤1，建立飞行器姿态模型步骤2，设计鲁棒非线性姿态稳定控制器。

技术领域

本发明涉及一种飞行器控制技术，特别是一种空间拦截器鲁棒姿态控制方法。

背景技术

由三个欧拉角的最少元素表示法，一个空间拦截器精确的姿态运动描述表示为一组多输入多输出、交叉耦合的非线性方程组。对于使用欧拉角描述法表示的空间拦截器姿态控制问题，现有的技术是采用backsteppng控制方法设计了非线性姿态控制律，然而并没有考虑在外部扰动变化缓慢的条件下姿态控制的鲁棒性，也没有考虑在外部扰动变化缓慢的条件下姿态稳定控制的稳态精度问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空间拦截器鲁棒姿态控制方法。

实现本发明目的的技术方案为：一种空间拦截器鲁棒姿态控制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立飞行器姿态模型

步骤2，设计鲁棒非线性姿态稳定控制器。

进一步地，步骤1中所述的飞行器姿态模型为欧拉角描述的姿态运动学模型

其中，θ表示俯仰角，ψ表示偏航角，γ表示倾斜角，ω＝[ω_x ω_y ω_z]^T是体坐标系下角速度向量。

进一步地，步骤2中所述的鲁棒非线性姿态稳定控制器为

其中，J表示体坐标系下的名义转动惯量矩阵，α₂是虚拟控制量，c₃和c₄是正常数，

x₂＝[θ ψ γ]^T

x₃＝[ω_x ω_y ω_z]^T

z₂＝x₂-α₁

z₃＝x₃-α₂

α₁、α₂是虚拟控制量，c₃和c₄是正常数，Γ是一个正定对角矩阵，L为线性操作符。

本发明于backsteppng系统化控制技术，通过对空间飞行器存在变化缓慢外部扰动进行自适应估计，使得对空间飞行器进行姿态稳定控制时对变化缓慢外部扰动具有鲁棒性，由于在设计中引入了姿态欧拉角的积分，相对于以往的控制算法，可以提高在外部扰动变化缓慢的条件下姿态稳定控制的稳态精度，使用自适应控制方案对飞行器惯性参数进行估计，适用于空间飞行器惯性参数未知的情况。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明

图1为欧拉角稳定示意图，其中a)为俯仰角稳定示意图，b)为偏航角稳定示意图，c)为滚动角稳定示意图。

图2为角速度示意图，其中a)为角速度ω_x示意图，b)为角速度ω_y示意图，c)为角速度ω_z示意图。