Published July 1, 2017
| Version v1
Publication
Open
Adaptive output feedback integral sliding mode attitude tracking control of spacecraft without unwinding
- 1. King Mongkut's University of Technology North Bangkok
Description
This article studies an output feedback attitude tracking control problem for rigid spacecraft in the presence of parameter uncertainties and external disturbances. First, an anti-unwinding attitude control law is designed using the integral sliding mode control technique to achieve accurate tracking responses and robustness against inertia uncertainties and external disturbances. Next, the derived control law is combined with a suitable tuning law to relax the knowledge about the bounds of uncertainties and disturbances. The stability results are rigorously proved using the Lyapunov stability theory. In addition, a new finite-time sliding mode observer is developed to estimate the first time derivative of attitude. A new adaptive output feedback attitude controller is designed based on the estimated results, and angular velocity measurements are not required in the design process. A Lyapunov-based analysis is provided to demonstrate the uniformly ultimately bounded stability of the observer errors. Numerical simulations are given to illustrate the effectiveness of the proposed control method.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تدرس هذه المقالة مشكلة التحكم في تتبع سلوك التغذية الراجعة للمركبات الفضائية الجامدة في ظل وجود شكوك حول المعلمات والاضطرابات الخارجية. أولاً، تم تصميم قانون التحكم في المواقف غير الملولبة باستخدام تقنية التحكم في الوضع الانزلاقي المتكامل لتحقيق استجابات تتبع دقيقة وقوة ضد حالات عدم اليقين من الجمود والاضطرابات الخارجية. بعد ذلك، يتم دمج قانون التحكم المشتق مع قانون ضبط مناسب لتخفيف المعرفة حول حدود الشكوك والاضطرابات. يتم إثبات نتائج الثبات بدقة باستخدام نظرية ثبات ليابونوف. بالإضافة إلى ذلك، تم تطوير مراقب وضع انزلاقي جديد محدود الوقت لتقدير مشتق الموقف لأول مرة. تم تصميم وحدة تحكم جديدة في موقف التغذية الراجعة للمخرجات التكيفية بناءً على النتائج المقدرة، ولا تكون قياسات السرعة الزاوية مطلوبة في عملية التصميم. يتم توفير تحليل قائم على Lyapunov لإثبات الاستقرار المحدد بشكل موحد في نهاية المطاف لأخطاء المراقب. يتم إعطاء المحاكاة العددية لتوضيح فعالية طريقة التحكم المقترحة.Translated Description (French)
Cet article étudie un problème de contrôle de suivi d'attitude par rétroaction de sortie pour les engins spatiaux rigides en présence d'incertitudes de paramètres et de perturbations externes. Tout d'abord, une loi de contrôle d'attitude anti-déroulement est conçue en utilisant la technique de contrôle de mode coulissant intégral pour obtenir des réponses de poursuite précises et une robustesse contre les incertitudes d'inertie et les perturbations externes. Ensuite, la loi de commande dérivée est combinée avec une loi de réglage appropriée pour détendre les connaissances sur les limites des incertitudes et des perturbations. Les résultats de stabilité sont rigoureusement prouvés à l'aide de la théorie de stabilité de Lyapunov. En outre, un nouvel observateur en mode glissant à temps fini est développé pour estimer la première dérivée temporelle de l'attitude. Un nouveau contrôleur d'attitude à rétroaction de sortie adaptative est conçu sur la base des résultats estimés, et les mesures de vitesse angulaire ne sont pas nécessaires dans le processus de conception. Une analyse basée sur Lyapunov est fournie pour démontrer la stabilité uniformément limitée des erreurs de l'observateur. Des simulations numériques sont données pour illustrer l'efficacité de la méthode de contrôle proposée.Translated Description (Spanish)
Este artículo estudia un problema de control de seguimiento de actitud de retroalimentación de salida para naves espaciales rígidas en presencia de incertidumbres de parámetros y perturbaciones externas. En primer lugar, se diseña una ley de control de actitud antidesbobinado utilizando la técnica de control de modo deslizante integral para lograr respuestas de seguimiento precisas y robustez contra incertidumbres de inercia y perturbaciones externas. A continuación, la ley de control derivada se combina con una ley de ajuste adecuada para relajar el conocimiento sobre los límites de las incertidumbres y las perturbaciones. Los resultados de estabilidad se prueban rigurosamente utilizando la teoría de estabilidad de Lyapunov. Además, se desarrolla un nuevo observador de modo deslizante de tiempo finito para estimar la primera derivada de tiempo de la actitud. Se diseña un nuevo controlador de actitud de retroalimentación de salida adaptativa en función de los resultados estimados, y no se requieren mediciones de velocidad angular en el proceso de diseño. Se proporciona un análisis basado en Lyapunov para demostrar la estabilidad uniformemente limitada en última instancia de los errores del observador. Se dan simulaciones numéricas para ilustrar la efectividad del método de control propuesto.Files
1687814017710406.pdf
Files
(15.8 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6fd336d8691c349a147dcd27e83caf10
|
15.8 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ردود الفعل على الإخراج التكيفي تحكم متكامل في الوضع الانزلاقي لتتبع الموقف للمركبة الفضائية دون فك
- Translated title (French)
- Retour de sortie adaptatif mode coulissant intégral contrôle de suivi d'attitude de l'engin spatial sans déroulage
- Translated title (Spanish)
- Retroalimentación de salida adaptativa control de seguimiento de actitud de modo deslizante integral de la nave espacial sin desenrollarse
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2739060549
- DOI
- 10.1177/1687814017710406
References
- https://openalex.org/W1516289514
- https://openalex.org/W1581952967
- https://openalex.org/W1628100432
- https://openalex.org/W1959285631
- https://openalex.org/W1965585748
- https://openalex.org/W1969104844
- https://openalex.org/W1969981634
- https://openalex.org/W1972864901
- https://openalex.org/W1988837728
- https://openalex.org/W1993709370
- https://openalex.org/W1999558720
- https://openalex.org/W2000201135
- https://openalex.org/W2004290356
- https://openalex.org/W2009547761
- https://openalex.org/W2010699465
- https://openalex.org/W2016046636
- https://openalex.org/W2017195813
- https://openalex.org/W2022746453
- https://openalex.org/W2025099956
- https://openalex.org/W2029700848
- https://openalex.org/W2039088215
- https://openalex.org/W2057439582
- https://openalex.org/W2063154669
- https://openalex.org/W2073887133
- https://openalex.org/W2077511133
- https://openalex.org/W2079447190
- https://openalex.org/W2089171752
- https://openalex.org/W2103703000
- https://openalex.org/W2106171258
- https://openalex.org/W2106615687
- https://openalex.org/W2119258176
- https://openalex.org/W2120815087
- https://openalex.org/W2129092695
- https://openalex.org/W2129275525
- https://openalex.org/W2145131778
- https://openalex.org/W2151067683
- https://openalex.org/W2154608673
- https://openalex.org/W2156150378
- https://openalex.org/W2161223214
- https://openalex.org/W2178049747
- https://openalex.org/W2180825904
- https://openalex.org/W2402989035
- https://openalex.org/W4248774447
- https://openalex.org/W635153735