三軸穩(wěn)定衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、航天技術是現(xiàn)代科學技術中最具有影響力的高技術之一，隨著通信、遙感等衛(wèi)星的廣泛應用，高精度、長壽命的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)成為人們對衛(wèi)星關注和研究的焦點。
　　衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)包括姿態(tài)的確定和姿態(tài)的控制兩部分，姿態(tài)的確定是研究衛(wèi)星相對于某個基準的姿態(tài)定位，而姿態(tài)控制是指衛(wèi)星在某個規(guī)定或預先確定的方向上定向的過程。本文限于篇幅，僅對姿態(tài)的控制部分進行了分析，如果沒有特殊說明，文中所說的姿態(tài)控制系統(tǒng)均不包括姿態(tài)的確定部分。
　　本文較

2、為系統(tǒng)地研究了三軸穩(wěn)定衛(wèi)星的姿態(tài)控制系統(tǒng)，并在姿態(tài)控制規(guī)律的設計方面進行了較為深入的研究。論文主要工作如下：
　　首先，建立了完整的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的數(shù)學模型。其中包括星體運動學模型、星體動力學模型、執(zhí)行機構模型及環(huán)境干擾力矩模型。分析了衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行機構及其特性。
　　然后針對偏置動量飛輪系統(tǒng)，基于經(jīng)典控制理論設計俯仰通道的PID控制律，根據(jù)滾動—偏航通道耦合的特點，分別討論了由軌道角頻率和章動頻率引起的長周期

3、運動和短周期運動。其中長周期運動控制律設計時，結合了噴氣推力控制來輔助偏置動量控制；短周期運動控制中，為了解決不能獲得角速度信號的問題，采用Terasaki提出的非最小相位控制器進行控制。
　　針對零動量飛輪系統(tǒng)，首先對零動量輪的可靠性進行了分析，并且給出了常用的幾種應用于衛(wèi)星的零動量輪執(zhí)行機構的安裝結構。在此基礎上對衛(wèi)星模型進行了合理的簡化，得到簡化了的系統(tǒng)模型。首先設計了傳統(tǒng)的PID控制器。
　　而后同樣在簡化模型的基礎