滑模控制方法在交会对接中的应用

滑模控制在交会对接中应用比较早，且大多应用于交会对接姿态控制系统。文献［78］针对三轴稳定的航天器设计了一个非线性鲁棒姿态控制器，采用滑模控制方法抵抗外界干扰和参数不确定性，以提高系统跟踪鲁棒性。文献［79］采用终端滑模（Terminal滑模）确保跟踪误差在有限时间收敛.文献［80］应用滑模控制方法，解决航天器的姿态跟踪问题。为了提高系统在到达阶段的动态性能，建立了一种基于光滑参考模型的滑模控制方法，该模型需要对系统的初始条件进行估计。文献［81］采用修正的罗德里格参数设计滑模控制律，实现了对给定姿态曲线的跟踪。文献［82］在考虑控制有界情况下，设计了三种时变滑模面，并采用遗传算法对控制律部分进行参数优化。文献［83］针对有不确定参数的挠性航天器姿态跟踪控制问题，采用Lyapunov稳定性原理得到含有挠性模态观测器的滑模控制律，并给出了全局渐近稳定性的证明。文献［84］针对存在参数不确定性和外加干扰的刚体航天器的姿态跟踪控制问题，提出一种基于二阶滑模的姿态跟踪控制方法。首先介绍高阶滑模控制基本原理，并建立了以修正罗德里格参数描述的航天器数学模型，采用李亚普诺夫第二法推导二阶滑模姿态控制律。文献［85］针对欠驱动刚体航天器的姿态机动问题，提出一种滑模变结构姿态控制器的设计方法，并证明了其李亚普诺夫意义下的全局渐近稳定性。文献［86］在执行机构输出力矩受限的条件下，针对带有输入饱和特性的挠性航天器的姿态机动问题，提出了一种线性滑模面和时变滑模面相结合的变结构控制器设计方法，给出其切换机制以实现挠性航天器快速姿态机动。文献［87］根据滑模变结构控制原理，导出了航天器三轴动力学方程和以四元数描述的姿态运动学方程。通过二次型最优法，解出航天器姿态角速度与姿态角间的函数关系，得到滑动平面，并设计了滑模变结构控制系统。

滑模控制方法应用于交会对接轨道控制系统中的相关研究如下：文献［88～89］研究了二阶滑模控制和最优控制相结合的控制方法，采用二阶滑模控制方法增强系统的鲁棒性，采用Bang－Bang控制以减少系统能量消耗。文献［90］研究了滑模控制方法解决有限推力下交会问题的轨迹跟踪问题。文献［91］采用趋近律方法，设计了对未知有界干扰具有鲁棒性的滑模控制律，解决了航天器快速绕飞过程中的六自由度推力控制问题。文献［92～93］采用滑模变结构控制方法，设计了非线性的滑动模态，并对系统的稳定性进行了证明。除此之外，为了解决存在参数不确定和外干扰的航天器位置与姿态控制问题，文献［94］提出一种自适应滑模控制方法，用于控制航天器的位置和姿态运动，确保航天器完成捕获和移除大空间目标的任务。由Lyapunov分析表明，设计的控制器保证了位置与姿态的渐近跟踪。文献［95］采用反馈线性化方法将非线性交会对接系统转化为线性系统，而后通过滑模控制实现轨迹控制。