基于控制力矩陀螺的偵察衛(wèi)星快速姿態(tài)機(jī)動控制研究.pdf

1、本文以大型甚高分辨率偵察衛(wèi)星為研究對象,考慮其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)在輸出力矩和使用壽命的局限性,設(shè)計了以控制力矩陀螺為主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案,旨在使大型偵察衛(wèi)星實現(xiàn)快速、穩(wěn)定、長壽命的機(jī)動控制。
　　本文以拉格朗日方法建立了帶有控制力矩陀螺的偵察衛(wèi)星模型。對于嚴(yán)重影響控制力矩陀螺工作的奇異問題進(jìn)行探究,分析模擬了常見的幾種操縱律,給出它們實際克服奇異的效果。
　　綜合考慮本文研究的需要,采用基于魯棒逆操縱律作為基本規(guī)避奇異方法,同時提

2、出了一種基于變速控制力矩陀螺的多模式切換控制算法。在有效合理避免陀螺輸出力矩飽和奇異的前提下,保證陀螺可變速轉(zhuǎn)子能量、轉(zhuǎn)速都能在某穩(wěn)定狀態(tài)平衡,從而使得整個框架構(gòu)型包絡(luò)合理,便于精確輸出力矩從而實現(xiàn)衛(wèi)星快速姿態(tài)機(jī)動控制。
　　傳統(tǒng)的控制器具有容易實現(xiàn)、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),但對于大型偵察衛(wèi)星要實現(xiàn)快速機(jī)動,一般控制器能力很局限。本文根據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制理論,結(jié)合大型偵察衛(wèi)星模型,設(shè)計滑模變結(jié)構(gòu)控制器對姿態(tài)偏差進(jìn)行控制,進(jìn)一步提高姿態(tài)機(jī)動速