Foi proposto um controlador de modo deslizante de tempo pré-definido (PTSMC) para veículos espaciais rígidos a fim de lidar com problemas de incerteza do sistema e perturbações externas no controle de rastreamento de atitude. Primeiro, foi apresentado um sistema de controle de rastreamento de atitude com quatérnios como parâmetros de atitude, e uma superfície de modo deslizante de tempo pré-definido foi projetada utilizando quatérnios de erro e velocidade angular de erro. Em seguida, considerando as incertezas do sistema e as perturbações externas, foi projetado um PTSMC com limite superior não conservador, e o tremor do sistema foi reduzido por meio da técnica da camada limite. Por fim, através do projeto de uma função de Lyapunov, foram comprovadas a estabilidade temporal pré-definida do controlador proposto e a não conservatividade do limite superior do tempo de convergência do sistema. Os resultados da simulação mostram que a precisão do erro de rastreamento de atitude do veículo rígido atinge 1,5×10^-6 rad, e a precisão do erro de rastreamento da velocidade angular atinge 2×10^-6 rad/s. Em comparação com controladores de tempo pré-definido existentes, o controlador proposto possui um limite superior de tempo de estabilização menos conservador e, em comparação com o controle PD tradicional e o controle de modo deslizante terminal não singular, apresenta maior precisão de rastreamento e robustez. A eficácia do esquema de controle foi ainda demonstrada por meio de experimentos de rastreamento de atitude em uma plataforma de levitação a ar de 3 graus de liberdade, com erro de rastreamento angular inferior a 0,1 rad e erro de rastreamento de posição inferior a 0,2 m.

veículo espacial; rastreamento de atitude; controle de tempo pré-definido; controle deslizante