강체 우주선의 자세 추적 제어에서 시스템 불확실성과 외부 간섭 문제를 해결하기 위해 미리 정의된 시간 슬라이딩 모드 컨트롤러(PTSMC)가 제안되었다. 먼저, 쿼터니언을 자세 매개변수로 하는 우주선 자세 추적 제어 시스템을 제시하고, 오차 쿼터니언과 오차 각속도를 이용하여 미리 정의된 시간 슬라이딩 면을 설계하였다. 그 다음, 우주선 시스템의 불확실성과 외부 간섭을 고려하여 비보수적인 상한을 갖는 PTSMC를 설계하였으며, 경계층 기술을 통해 시스템 떨림을 감소시켰다. 마지막으로, 라이아프노프 함수 설계를 통해 제안된 컨트롤러의 미리 정의된 시간 안정성과 시스템 수렴 시간 상한의 비보수성을 증명하였다. 시뮬레이션 결과, 강체 우주선의 자세 추적 오차 정밀도는 1.5×10^-6 rad에 도달하였고, 각속도 추적 오차 정밀도는 2×10^-6 rad/s에 도달하였다. 기존 미리 정의된 시간 컨트롤러와 비교할 때, 제안된 컨트롤러는 더 비보수적인 안정화 시간 상한을 가지며, 전통적인 PD 제어 및 비특이 종단 슬라이딩 모드 제어와 비교하여 더 높은 추적 정밀도와 강인성을 가지고 있다. 3자유도 공기 부양 플랫폼의 자세 추적 실험을 통해 제어 방안의 효과성도 입증되었으며, 각도 추적 오차는 0.1 rad 미만, 위치 추적 오차는 0.2 m 미만이다.

우주선; 자세 추적; 미리 정의된 시간 제어; 슬라이딩 모드 제어