This paper presents four types of controllers, which are the SDRE, ISM, SDRE-ISM, and ISM-SDRE methods, and they are applied to the chaotic attitude motion of spacecraft. The SDRE can be treated as a modified LQR method, because a nonlinear system is factorized as state-space equations with a linear-like structure.
Thus, a Riccatti equation becomes a state-dependent equation, and this provides a suboptimal solution. The ISM method is broadly applied to nonlinear systems with disturbances, and it can reduce steady-state errors. To gain the advantages of the SDRE and ISM, this paper first briefly introduces them, and then two controllers based on their combinations are presented, which are the SDRE-ISM and ISM-SDRE methods. The difference of the two methods is the order of applying both methods.
The numerical examples demonstrate that the SDRE-ISM method provides the smallest value of the performance index, and the ISM-SDRE provides the minimum time to reach the steady state. For the system with the random disturbance torques, the ISM and ISM-SDRE can have the smaller steady-state Euler angles and angular
velocities.
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附件一：國科會補助專題研究計畫成果報告自評表
國科會補助專題研究計畫成果報告自評表
請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）、是否適 合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。
1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估
▉ 達成目標
□ 未達成目標（請說明，以 100 字為限）
□ 實驗失敗
□ 因故實驗中斷
□ 其他原因 說明：
2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：
論文：▉已發表 □未發表之文稿 □撰寫中 □無 專利：□已獲得 □申請中 ▉無
技轉：□已技轉 □洽談中 ▉無 其他：（以 100 字為限）
研討會論文:將投稿一篇論文於"2012 中華民國航太學會學術研討會暨國科會 航太學門專題研究計畫成果發表會"
3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以 500 字為限）
近年來微衛星已被定位成低成本的衛星系統。由於微衛星體積小、重量輕，
它也帶來工程技術上重大的挑戰。本計畫案主要探討微衛星的姿態動力系統
和 姿 態 穩 定 與 控 制 ， 所 採 用 之 方 法 為 將 狀 態 相 依 瑞 卡 提 方 程 式 法
(State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Method)與積分式滑動模式控制結
合，以完成微衛星姿態之穩定與控制。研究成果已呈現該方法之可行性，因
此研究成果將有助於臺灣太空科技之提升。
附件二： 論文發表情形
1. 郭 永 麟 ， " 利 用 SDRE 方 法 之 微 衛 星 姿 態 與 位 置 最 佳 軌 跡 規 劃 研 究
"(NSC100-2221-E-011-061)期末報告，100 年度國科會專題研究計畫，101/10。
2. Y.L. Kuo*, "SDRE-Based Integral Sliding Mode Controls of a Chaotic System:
A Comparative Case Study", Advanced Science Letters, in press.
3. Y.L. Kuo*, "Blood Glucose Regulation of Type 1 Diabetes Mellitus Using SDRE-SMC Approach", Journal of Biobased Materials and Bioenergy, in press.
4. Y.L. Kuo*, "SDRE-Based Integral Sliding Mode Controls of a Chaotic System:
A Comparative Case Study", Advanced Science Letters, in press.
5. Y.L. Kuo*, "Spacecraft Attitude Stabilization Using State-Dependent Riccati Equation Method and Integral Sliding Mode Control", 2012 中華民國航太學 會學術研討會暨國科會航太學門專題研究計畫成果發表會，臺灣新竹，
Dec 15, 2012, submitted。
國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表
日期:2012/09/11
國科會補助計畫
計畫名稱: 利用SDRE方法之微衛星姿態與位置最佳軌跡規劃研究 計畫主持人: 郭永麟
計畫編號: 100-2221-E-011-061- 學門領域: 航太科技
無研發成果推廣資料
100 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：郭永麟 計畫編號：100-2221-E-011-061- 計畫名稱：利用 SDRE 方法之微衛星姿態與位置最佳軌跡規劃研究
其他成果
(
無法以量化表達之成果如辦理學術活動、獲 得獎項、重要國際合 作、研究成果國際影響 力及其他協助產業技 術發展之具體效益事 項等，請以文字敘述填 列。)
無
成果項目 量化 名稱或內容性質簡述
測驗工具(含質性與量性) 0
課程/模組 0
電腦及網路系統或工具 0
教材 0
舉辦之活動/競賽 0
研討會/工作坊 0
電子報、網站 0
科 教 處 計 畫 加 填 項
目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0
國科會補助專題研究計畫成果報告自評表
請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性） 、是否適 合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。
1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估
■達成目標
□未達成目標（請說明，以 100 字為限）
□實驗失敗
□因故實驗中斷
□其他原因 說明：
2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：
論文：■已發表 □未發表之文稿 □撰寫中 □無 專利：□已獲得 □申請中 ■無
技轉：□已技轉 □洽談中 ■無 其他：（以 100 字為限）
研討會論文:將投稿一篇論文於’’2012 中華民國航太學會學術研討會暨國科會航太學門 專題研究計畫成果發表會’’
3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以 500 字為限）
近年來微衛星已被定位成低成本的衛星系統。由於微衛星體積小、重量輕，它也帶來工程 技術上重大的挑戰。本計畫案主要探討微衛星的姿態動力系統和姿態穩定與控制，所採用 之方法為利用數個’’擬似轉輪(pseduowheels)’’的轉動改變微衛星的姿態，此外在控 制器部分，本研究採用狀態相依瑞卡提方程式法(State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Method)完成微衛星姿態之穩定與控制。研究成果已呈現該方法之可行性，因此研 究成果有助於臺灣太空科技之提升。