Forecasting-based data-driven model-free adaptive sliding mode attitude control of combined spacecraft
Forecasting-based data-driven model-free adaptive sliding mode attitude control of combined spacecraft
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基于预测的数据驱动组合航天器无模型自适应滑模姿态控制
DOI：
10.1016/j.ast.2019.01.004
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发表时间：
2019-03
影响因子：
5.6
通讯作者：
Guo Yanning
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gao Han;Ma Guangfu;Lv Yueyong;Guo Yanning
针对捕获后组合航天器存在未知数学模型和外部干扰的情况，提出了一种基于预测的数据驱动无模型自适应滑模姿态控制方法。首先，开发了基于预测的数据驱动无模型自适应控制器（FMFAC），通过在线和离线输入输出测量数据同时调整控制器参数，确保其适应各种工况。然后，一个基于滑模的补充控制器，以提高跟踪性能的FMFAC的鲁棒性。与已有的控制方案相比，所设计的控制方案仅利用组合体航天器的姿态角和姿态角速度，不需要相应的机构模型，大大降低了相关控制器设计的复杂性和难度。最后，FMFASMC，FMFAC，和传统的无模型自适应控制（MFAC）之间的仿真比较两组说明性的例子。仿真结果验证了所提控制方法的有效性。
In this paper, a novel forecasting-based data-driven model-free adaptive sliding mode attitude control (FMFASMC) method is proposed for the postcapture combined spacecraft in the presence of unknown mathematical model and external disturbance. First, a forecasting-based data-driven model-free adaptive controller (FMFAC) is developed to ensure its adaptation to various working conditions by simultaneous adjustment of controller parameters with online and offline input–output measurement data. Then, a sliding-mode-based supplementary controller is introduced to improve the tracking performance of FMFAC in terms of robustness. Compared with existing works, the designed control scheme only utilizes the attitude angle and attitude angular velocity of the combined spacecraft, not requiring corresponding mechanism model, thereby dramatically curtailing the complexity and difficulty of relevant controller design. Finally, simulation comparisons between the FMFASMC, FMFAC, and traditional model-free adaptive control (MFAC) are presented for two groups of illustrative examples. The simulation results verify the effectiveness of the proposed control method.
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