航天器姿态系统的分数阶滑模容错控制器设计

来源：电子与信息学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：张猛, 王利楠, 郑德智, 伊枭剑

单位：1.东南大学网络空间安全学院 江苏 南京 2111892.东南大学数学学院系统科学系 江苏 南京 2111893.北京理工大学前沿交叉科学研究院 北京 1000814.北京理工大学机电学院 北京 100081

摘要：为解决执行器故障、外部干扰和内部参数不确定性导致的航天器姿态控制精度不足的问题，该文提出了一种新型的航天器姿态系统有限时间容错控制方法。通过对航天器姿态故障模型的分析，将执行器故障、惯性矩阵不确定性和外部环境干扰建模为集中干扰，并设计了有限时间观测器来补偿这些集中干扰。在此基础上，设计了一种新型的分数阶滑模容错控制器，以确保航天器的姿态角和角速度在有限时间内实现跟踪。最后，该文给出了一个仿真实例，并通过与现有算法对比，验证了所提出控制框架的有效性。

关键词：有限时间控制, 执行器故障, 容错控制, 分数阶终端滑模

基金资助：国家自然科学基金(62325304, U22B2046, U24A20279)，江苏省应用数学科学研究中心(BK20233002)