基于磁控和輪控的微小衛(wèi)星姿態(tài)控制算法研究.pdf

1、本文結(jié)合國(guó)家高技術(shù)航天領(lǐng)域“微小衛(wèi)星一體化系統(tǒng)總體技術(shù)”和重點(diǎn)預(yù)研課題“小衛(wèi)星新技術(shù)研究”，以哈爾濱工業(yè)大學(xué)已發(fā)射成功的TS-1微小衛(wèi)星為背景，對(duì)基于磁控和反作用輪控的微小衛(wèi)星速率阻尼、大角度機(jī)動(dòng)和三軸姿態(tài)穩(wěn)定控制進(jìn)行了深入的研究。
　　研究了微小衛(wèi)星主動(dòng)磁控方法。針對(duì)三軸穩(wěn)定微小衛(wèi)星，采用擬PD控制算法設(shè)計(jì)了期望的磁控力矩，設(shè)計(jì)了使能量最省的磁偶極矩。設(shè)計(jì)了一種連續(xù)卸載的方法，能夠按照線性規(guī)律求解磁力矩器的磁偶極矩。仿真結(jié)果表明

2、，利用磁力矩器進(jìn)行控制的主動(dòng)磁控方法能夠在有限磁控能力條件下有效地完成磁阻尼和磁卸載控制任務(wù)。
　　重點(diǎn)研究了基于磁卸載和輪控的姿態(tài)穩(wěn)定控制和機(jī)動(dòng)控制策略。分析了反作用飛輪的配置方案，建立了飛輪的摩擦特性數(shù)學(xué)模型。針對(duì)高精度高穩(wěn)定度姿態(tài)控制，采用反作用飛輪和磁卸載聯(lián)合控制方法，設(shè)計(jì)了基于姿態(tài)四元數(shù)偏差的反饋控制律。在初始姿態(tài)角任意的情況下，設(shè)計(jì)了一種逐次逼近的大角度機(jī)動(dòng)控制算法。數(shù)學(xué)仿真結(jié)果表明了這兩種算法的有效性，并顯示了聯(lián)合控