具有角速率饱和约束的无人机机动控制设计

针对无人机机动飞行所具有的非线性、强耦合、舵面操纵效率低等问题,采用了Backstepping控制方法对无人机机动飞行控制律进行了设计。同时,为了解决舵面操纵效率低带来的舵面角速率饱和的问题,设计了舵机层控制律,减弱了舵机角速率饱和带来的影响。分析了该控制律克服舵机角速率影响的机理,并采用李雅普诺夫稳定性定理分析了该控制器的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制方法使无人机可以获得和矢量控制相似的机动效果,有效地解决了机动飞行过程中舵面角速率饱和带来的影响。

微小卫星多约束姿态机动规划方法

针对微小卫星姿态控制中存在的多重指向约束和角速率约束问题,提出一种基于对数型势函数的多约束姿态机动规划方法。首先针对微小卫星携带的光学传感器需躲避强光天体而天线需指向地面保证对地通信这一约束特性,采用对数型势函数方法保证约束姿态指向满足任务要求;其次,针对姿态角速率限制的问题,引入障碍Lyapunov函数确保姿态角速率始终处于约束范围内。与在线优化方法相比,该方法具有计算量小的显著优势,非常适合星上处理能力有限的微小卫星。此外,考虑外界干扰力矩的影响,引入自适应干扰估计律,增强了控制系统的鲁棒性。最后,通过数学仿真对本文方法进行了校验,仿真结果表明,该方法能够快速实现卫星姿态机动到期望指向,与此同时,在整个姿态机动过程中,均满足多重指向约束和姿态角速率约束要求。