撓性多體衛(wèi)星姿態(tài)控制方法研究.pdf

1、衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)是衛(wèi)星系統(tǒng)中最重要的一個分系統(tǒng)之一，隨著衛(wèi)星發(fā)展越來越快，科學任務(wù)的增多，衛(wèi)星天線等撓性附件隨之增多。現(xiàn)代衛(wèi)星的典型特征就是撓性多體特性，一顆衛(wèi)星往往由帆板、天線以及儲箱組成。各附件的撓性頻率較為集中，當天線進行指向運動時就會引起撓性附件振動，因此需要對撓性多體衛(wèi)星進行動力學分析和控制研究，采用控制器設(shè)計方式實現(xiàn)對振動的抑制和星體姿態(tài)的控制。
　　本文首先根據(jù)中繼衛(wèi)星的特點建立了中繼動力學動力學方程，并針對帆板振動影

2、響、天線轉(zhuǎn)動影響和液體晃動影響做了動力學特性分析，結(jié)果表明，在無控狀態(tài)下帆板和液體晃動對星本體的姿態(tài)影響非常小，但在高精度指向時仍需進行抑制。接著采用常規(guī)PID（PID Proportional，Integrated，Difference）控制設(shè)計思想，簡化了動力學方程，采用兩級控制，解耦了天線轉(zhuǎn)動控制和星體姿態(tài)控制。仿真結(jié)果表明，采用PID控制能較好地實現(xiàn)天線回掃控制，但是姿態(tài)穩(wěn)定速度慢，角速度振動幅度大。第三，針對姿態(tài)穩(wěn)定速度問題，

3、采用滑?？刂破鲗崿F(xiàn)了對多體衛(wèi)星的姿態(tài)控制，從控制結(jié)果來看，采用滑模控制器，其姿態(tài)穩(wěn)定快速性優(yōu)于PID控制結(jié)果，但天線振動抑制不太理想，這是由于天線控制仍采用的是 PD（PD Proportional，Diffe renc e）控制。第四，針對天線控制存在抖振的問題，本文研究了模糊滑?？刂疲捎媚：刂扑枷雽⒒？刂破鬏敵隽窟M行了柔化，減弱了滑模面切換時引起的天線振動。仿真結(jié)果表明，采用模糊滑模控制器明顯優(yōu)于常規(guī)滑?？刂破?，天線振動被抑制