Disturbance Observer Based Robust Saturated Control for.pdf

在本论文中，研究者们提出了一个基于干扰观测器的鲁棒饱和控制策略，用于解决具有输入饱和和模型不确定性的航天器邻近机动问题。这个领域通常涉及到航天器在进行任务时，如交会对接、悬停捕获、在轨修理和燃料补给、以及轨道垃圾清理等，需要精确地控制其相对运动。由于航天器相对运动模型的复杂性，经常面临着一些未建模的动态变化，甚至是在已知追踪航天器的质量和惯性参数的情况下，这些未建模的动态变化往往来自于执行器输出的限制、目标的不确定参数以及未知的运动信息等因素。因此，这些问题导致了控制输入饱和和模型不确定性的问题，给航天器的相对运动控制带来了挑战。为了解决这些问题，论文提出了一种在线性的干扰观测器，用于估计综合了参数不确定、测量不确定、运动学耦合以及外部环境干扰等因素影响的累积干扰。该干扰观测器的开发是基于一个线性补偿系统，这个补偿系统被整合到控制器设计中，用于处理控制输入饱和的问题。随后，论文设计了一个六自由度鲁棒状态反馈饱和控制器，以实现相对位置跟踪和姿态同步的控制目标。为了补偿控制输入饱和效应和模型不确定性，该控制器通过线性饱和补偿器和非线性干扰观测器进行增强。论文中严格地建立了在提出控制方法下闭环系统的稳定性，并且在一些温和的假设下证实了相对位置和相对姿态会收敛到一个接近零的小邻域内。通过数值模拟结果展示了所提出的控制器设计方法的有效性。