一种基于角加速度前馈的滑模变结构复合控制方法与流程

技术特征：

1.一种基于角加速度前馈的滑模变结构复合控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤S1、计算线性误差滑模面函数；

步骤S2、计算边界层厚度；

步骤S3、计算基于角加速度前馈的控制力矩；

步骤S4、根据控制力矩计算出对应执行机构的控制指令；

所述的步骤S1中，计算线性误差滑模面函数的步骤包含：

步骤S1.1、计算滑模面系数；

其中，kbi是系统带宽与挠性附件基频的隔离倍数；ωf_min是挠性附件基频；ζi是系统阻尼系数；

步骤S1.2、计算滑模面函数；

三个方向设计滑模面的形式如下：

Si＝Kiqe+Ωe,i＝x,y,z

其中，qe＝qv-qvd是四元数矢量误差，qv是当前测量得到的星体四元数的矢量部分，qvd是规划的姿态机动四元数Qd的矢量部分；是姿态角速度误差，是当前测量得到的星体姿态角速度，ωd是规划的姿态机动角速度；

所述的步骤S2中，计算边界层厚度的步骤包含：

其中，Tres_i是系统预留的力矩；ζi是系统阻尼系数；Iii是系统三个方向的主惯量；Ki是滑模面系数；

所述的步骤S3中，计算基于角加速度前馈的控制力矩的步骤包含：步骤S3.1、计算控制力矩：

其中，Tci¹是控制力矩计算过程中的中间变量1；

步骤S3.2、控制力矩中加入角加速度前馈：

Tci²＝Tci¹-Iiiadi,i＝x,y,z

其中，αdi是规划的姿态机动角加速度指令；Tci²是控制力矩计算过程中的中间变量2；

步骤S3.3、进行力矩补偿：

其中，I是三轴转动惯量矩阵；ω0是卫星的轨道角速度；表示对应的姿态矩阵；Tci³是控制力矩计算过程中的中间变量3；

步骤S3.4、在稳定状态下进行角动量耦合补偿：

Tci＝Tci³-ω×(H-Hz0)

其中，ω是陀螺测量得到的惯性角速度；H是当前执行机构的角动量；Hz0是系统稳态时偏置的三轴角动量；Tci是最终的控制力矩。