基于Rodrigues参数的陀螺体受控运动

经典刚体动力学中表示刚体姿态的参数中,Euler角、Cardan角和Euler参数在工程技术中使用最为普遍.近期在航天器姿态控制问题中使用Rodrigues参数的报道也引起注意.Rodrigues参数以其表达形式简明和代数运算特点而具有独特优点.航天器姿态控制系统必须具有自适应性以适应参数的变化.建立用Rodrigues参数表达的无力矩陀螺体受控运动方程,提出基于Rodrigues参数的自适应姿态控制方案,并应用Lyapunov定理证明受控运动的渐近稳定性.

星间激光输能姿态指向自适应控制器设计

针对同轨道平面两星之间激光能量传输时的姿态指向控制问题,基于反步(Backstepping)法提出了一种自适应控制器设计方法。该方法先基于罗德里格参数(MRP)对卫星进行姿态描述;然后根据星间激光输能任务对姿态指向的特殊要求通过多个姿态矩阵的转换解算出了用户星期望姿态的表达式;之后基于Backstepping法,设计了自适应控制律,该控制律能解决控制输入有限和转动惯量不确定的问题,而且有效克服空间干扰力矩;最后通过Lyapunov稳定性定理证明了控制系统的稳定性。仿真结果显示,在约15s后,用户星的姿态误差和角速度误差收敛到0,并且角速度和控制力矩的值都在约束条件的范围内,说明文章设计的控制器不仅能够使用户星按最短路径调整到期望姿态,而且能够有效地抑制空间干扰力矩和解决转动惯量不确定的问题,并且通过合理地设计控制参数,可以在保证控制精度和速度情况下使控制输入满足约束条件。