基于一致性算法的多航天器系统有限时间姿态协同跟踪控制

本文主要探讨了多航天器系统在有向通讯拓扑下的分布式有限时间姿态协同跟踪控制问题。针对存在状态约束的情况，研究者考虑了这样一个实际情境：部分跟随航天器只能获取领航航天器的部分状态，并且航天器之间的信息交流并非完全同步或对等。在这种条件下，作者引入了一种创新的方法，即设计了一个分布式快速终端滑模面，该滑模面旨在解决在没有精确模型的情况下实现航天器的姿态协同跟踪。 作者提出的控制策略是基于一致算法，这是一种在多智能体系统中常用的协调机制，能够确保各个航天器在有限的时间内达到共同的目标状态。通过构建一个不依赖于航天器具体动态模型的控制器，他们证明了系统状态能够在有限时间内收敛到领航航天器状态的某个小邻域内，这表明了控制策略的有效性和稳定性。这个结果是通过有限时间Lyapunov稳定性定理来证明的，这是一种强有力的技术工具，用于确保系统的稳定性并在有限时间内达成期望的性能。 该研究不仅关注理论分析，还通过仿真算例进行了验证，这些实例展示了所提算法在实际操作中的可行性和优越性。关键词包括航天器系统、分布式控制、有限时间控制、姿态协同控制以及快速终端滑模面，这些都是当前航天工程中关键的研究领域，对于提升航天器的自主导航和协作能力具有重要意义。 总结来说，本文是一项具有创新性的工作，它为解决复杂航天任务中的姿态协同问题提供了一种新的分布式控制方法，对于未来的航天器编队飞行、深空探测以及太空站维护等任务有着重要的理论和实践价值。