挠性卫星姿态控制：自适应变结构与振动抑制策略

本文主要探讨了改进型自适应变结构控制在挠性卫星姿态机动控制中的应用，针对卫星动力学模型中存在的输入非线性、不确定性和外部干扰等问题。首先，作者采用拉格朗日力学方法构建了挠性卫星的动力学模型，这一步骤对于理解卫星运动的基本规律至关重要，因为它考虑了系统的非线性和动态特性。 在非线性和低阶模态动力学模型的基础上，作者提出了变结构输出反馈控制策略。这种控制方法强调了仅利用输出信息来调整卫星姿态，减少了对外部传感器的需求，提高了控制的自主性和效率。变结构控制的核心在于它的切换结构，能够在系统接近期望状态时自动改变控制策略，从而实现快速和精确的定位。 然而，实际应用中常会遇到不确定性和外部干扰，这些因素可能导致控制效果的不稳定性。为此，作者创新地设计了一种改进型自适应变结构输出反馈控制器，通过引入负反馈机制来限制不确定界函数参数的增长，防止过大的控制输入导致系统不稳定。这种自适应性设计允许控制器根据实时运行情况调整，提高了系统的鲁棒性和抗扰动能力。 论文的关键应用是在三轴稳定的挠性卫星姿态机动控制中，尤其是在反作用飞轮控制有限的条件下。通过数值仿真研究，结果证明了该控制方法的有效性，它不仅能够完成卫星的姿态机动任务，还成功地抑制了挠性附件的振动，确保了卫星的稳定运行。 这项工作对挠性卫星的姿态机动控制技术进行了深入研究，提供了在复杂环境下的稳健控制策略，对于提高卫星在太空环境中的性能具有重要意义。未来的研究可能进一步优化控制算法，降低计算复杂度，或者扩展到其他类型的航天器控制问题。