
航天器时变滑模自适应控制:执行器饱和、推力器安装偏差及饱和控制的MATLAB代码
实现
# 航天器控制中的那些事儿:时变滑模、自适应控制与执行器饱和
最近在研究航天器控制相关的内容,发现了一些超有意思的点,忍不住想和大家分享一下。
## 时变滑模控制
时变滑模控制在航天器姿态控制中是一种很强大的方法。它能够有效应对系统中的不确定性和干
扰。比如说,航天器在太空中飞行时,会受到各种复杂的外部干扰,像空间环境中的磁场变化、微小流星体
的撞击等等。时变滑模控制通过设计合适的滑模面,让系统状态在有限时间内到达滑模面,并沿着滑模面
滑动到平衡点。
```matlab
% 定义系统参数
m = 1; % 航天器质量
J = [1 0 0; 0 1 0; 0 0 1]; % 惯性矩阵
B = [0 0 1; 0 -1 0; 1 0 0]; % 控制矩阵
% 设计时变滑模面
s = [s1; s2; s3]; % 滑模面状态变量
lambda = 10; % 时变参数
s_dot = -lambda * s; % 时变滑模面导数
% 控制律设计
u = -sign(s_dot) * (magnitude(s_dot) + k * magnitude(s)); % 控制律,k为增益
```
在这段代码里,首先定义了航天器的一些基本参数,像质量`m`和惯性矩阵`J`等。然后设计了时变
滑模面`s`,通过`s_dot`来表示滑模面的导数。控制律`u`的设计是基于滑模面的状态,利用符号函数`sig
n`和幅值计算来实现控制作用。这样就能让航天器的姿态按照我们期望的方式进行调整。
## 自适应控制
自适应控制则更侧重于让系统能够自动适应自身参数的变化或者环境的改变。在航天器控制中,由
于航天器的一些参数可能会随着飞行时间、工况等因素发生变化,自适应控制就显得尤为重要。
```matlab
% 定义参数估计值
theta_hat = [theta1_hat; theta2_hat; theta3_hat]; % 参数估计向量
% 自适应律设计