１６７１－７８４８ （ ２０１１ ） ０５－０７８８ －０５
干扰环境下的挠性航天器姿态跟踪控制
白圣建黄新生
国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙４１００７３
摘 要：挠性航天器在姿态机动过程会受环境干扰力矩的作用，研究有扰情况下挠性航
天器的姿态跟踪控制问题。首先，设计了干扰观测器在线估计频率已知的外部干扰信号，然
后，基于干扰观测器设计了非线性反馈姿态跟踪控制器以跟踪目标姿态，并且该控制器只需
要误差四元数和角速度的反馈信息。其次，采用Ｌｙａｐｕｎｏｖ方程和Ｂａｒｂａｌａｔ引理证明了控制系统
的全局渐近稳定性；为简化分析，在证明过程中采用集中参数法将高维分块对称矩阵转化为
低阶矩阵。最后，针对外部干扰为常值干扰和周期干扰的情况，分别进行了仿真分析。仿真结
果表明，干扰观测器可以渐近跟踪外部干扰，基于观测器的非线性反馈控制器满足姿态跟踪
控制要求，是有效的。
挠性航天器；姿态跟踪；干扰；Ｂａｒｂａｌａｔ引理
ＴＰ２７Ａ
Ａｔｔｉｔｕｄｅ Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｓｐａｃｅｃｒａｆｔ ｗｉｔｈ Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ
ＢＡＩ Ｓｈｅｎｇ－ｊｉａｎＨＵＡＮＧ Ｘｉｎ－ｓｈｅｎｇ
２０１０－０１－１４２０１０－０３－０７
兵器预研基金（２０２０２０３）
白圣建（１９８１－），男，山东菏泽人，博士，主要研究方向为航天器姿态动力学与控制，智能控制理论等；黄新生（１９５５－），
男，教授，博士生导师。
万方数据