预测光滑变结构滤波器提升卫星编队飞行姿态同步精度

本文探讨了卫星编队飞行（SFF）中姿态同步估计的一种新颖预测光滑可变结构滤波器（Predictive Smooth Variable Structure Filter, PSVSF）。该方法源于变结构控制理论，旨在解决非线性系统中的姿态同步问题，特别针对模型误差、参数变化以及各种不确定性进行处理。PSVSF的一个关键优势在于它不仅能处理高斯噪声，而且具有较低的计算负担，使其在处理复杂动态环境下的同步任务时展现出更高的通用性。 作者们提出了一种基于预测策略的变结构滤波框架，它允许系统适应不断变化的条件，确保卫星间的姿态保持一致。他们分析了PSVSF的稳定性条件，这些条件对于评估系统的长期行为至关重要。通过模拟实验，研究者展示了新提出的PSVSF在SFF系统中的实际性能，包括其高精度、鲁棒性和稳定性。实验结果表明，PSVSF在处理卫星编队中的姿态同步问题时表现出优越的性能，能够在复杂且多变的飞行环境中有效地维持卫星之间的相对位置和姿态一致性。 这篇研究论文提供了一种创新的方法来提升卫星编队飞行中的姿态同步估计，通过预测光滑可变结构滤波技术，有效地解决了非线性系统中的不确定性和模型不精确性问题，对卫星工程和空间协同任务具有重要的实践意义。