基于Lyapunov稳定性及CPSO的航天器姿轨控制

来源：计算机工程与应用杂志2019年第24期北京时间：

作者：陈杰，张文栋，苏琳琳，桑胜波

单位：1.太原理工大学 信息与计算机学院，山西 晋中 030024；2.吉林大学 通信工程学院，长春 130012

摘要：针对在轨服务航天任务中轨道与姿态动力学耦合问题，提出一种基于Lyapunov稳定性分析的反馈控制方法，采用基于对偶四元数的一体化耦合动力学模型来描述航天器的相对位置和相对姿态，利用速度陀螺仪与激光雷达的量测信息构建Lyapunov能量函数，得到满足系统全局渐进稳定的控制率。并用混沌粒子群算法（Chaos Particle Swarm Optimization algorithm，CPSO）优化控制器参数以便达到良好的控制效果。仿真结果表明，该方法不仅保证了航天器的相对轨道、相对姿态和跟踪速度在较短的时间内收敛至期望值，而且具有较高的跟踪精度。

关键词：航天器,姿态与轨道,Lyapunov稳定性,对偶四元数,混沌粒子群算法