整體微分幾何方法在人造衛(wèi)星控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文整體微分幾何方法在人造衛(wèi)星控制系統(tǒng)中的應(yīng)用姓名：趙秀鳳申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：應(yīng)用數(shù)學(xué)指導(dǎo)教師：王紅20030320A b s t r a c tN o w a d a y s ，s o c i e t yh a s e n t e r e di n t oi n f o r m a t i o nr e v o l u t i o n t i m e ，t h ed e v e l o p m e n t o

2、f s o c i e t ya n dt h e r e q u i r e m e n tf o rh u m a np r o g r e s si n d u c e p e o p l et o d e v o t em o r ea n d m o r ee n e r g yt os p a c e c r a f tt e c h n o l o g y , e s p e c i a l l ys a t e l l

3、i t e t e c h n o l o g y ．T h es a t e l l i t e t e c h n o l o g yi s t h ec o r eo fs p a c e t e c h n o l o g y , i ti sa p p l i e dw i d e l y t oe c o n o m i c f i e l d 、c u l t u r a lf i e l da n dn a t i o

4、n a ld e f e n s e f i e l d ，e t c ．T o b e t t e rd e v e l o pt h es a t e l l i t et e c h n o l o g y , p e o p l ei n c r e a s i n g l yl o o kf o rb e t t e r t h e o r e t i c a ls y s t e m s F o rd e c a d e s

5、o f d e v e l o p m e n t ，s a t e l l i t eh a sb e e nac o m b i n e ds u b j e c t ，w h i c hi n c l u d i n gs p h e r i c a lm e c h a n i c s 、m a t h e m a t i c s a n d c y b e r n e t i c s ，e t c ．T h e o r b i

6、 tc o n t r o la n d a t t i t u d ec o n t r o lp r o b l e m s o f s a t e l l i t eh a v eb e e ns t u d i e di nt h i st h e s i sb yu s eo f g l o b a ld i f f e r e n t i a lg e o m e t r ym e t h o d ．I nt h ep a

7、r to f o r b i tc o n t r o l ，t h em a i ni d e a si ns t u d y i st od e f i n e t h e n o n l i n e a r c o n t r o ls y s t e m o n aR i e m a n n m a n i f o l df r o m t h eg l o b a lv i e w p o i n t ，a n dt ob u

8、 i l dt h ei n t i m a t er e l a t i o nb e t w e e n t h eg e o m e t r i c a ls t m c t u r eo f s t a t es p a c ea n d t h es t a t ee q u a t i o no f n o n l i n e a r c o n t r o ls y s t e m ；I nt h e p a r to f

9、 a t t i t u d ec o n t r o l ，t h em a i n i d e a si ns t u d y i st od e d u c em a t h e m a t i c a lm o d e lw i t hg o o dc h a r a c t e rb a s e do ng l o b a ld i f f e r e n t i a lg e o m e t r yi d e a sa sw

10、 e l la sL ig r o u p a n d L ia l g e b r a , m o r e o v e r , t o d e s i g nc o r r e s p o n d i n g c o n t r o l s c h e m e s ．T h i s t h e s i sd e a l sw i t h t h ef o l l o w i n g r e s u l t sw i t hr e g

11、a r d t ot h e c o n t r o ls y s t e m s o f s a t e l l i t e ：( 1 ) O n t h eb a s i so f g l o b a lg e o m e t r y t h e o r y , d e p r i v et h er e p r e s e n t a t i o no f s t a t ee q u a t i o nf o rt h e s

12、a t e l l i t e o r b i t c o n t r o l s y s t e m u n d e rt h e g e o m e t r i c r e s t r a i n t ，s h o wt h a t t h e g e o m e t r i c a ls t r u c t u r eo f g e o m e t r i c r e s t r a i n ta f f e c to n s a

13、 t e l l i t eo r b i tc o n t r o ls y s t e m ，a n d s t u d yt h ec o n n e c t i o nb e t w e e n t h ee q u i l i b r i u m ss t a t eo f t h e c o n t r o ls y s t e ma n d t h e g e o d e s i c so f t h e g e o m

14、e t r i c r e s t r a i n t ．M o r e o v e r , d i s c u s s t h el o c a lc o n t r o l l a b i l i t ya n do b s e r v a b i l i t yo f t h es a t e l l i t eo r b i tc o n t r o ls y s t e mu n d e r t h eg e o m e t

15、r i cr e s t r a i n t ．T h e s er e s u l t sp r o v i d e t h e o r ya n d t o o lf o rt h e d e s i g n a n d r e a l i z a t i o no f f u r t h e r s t u d y t h es a t e l l i t eo r b i tc o n t r o ls y s t e m ；(

16、 2 ) D i s c u s s t h e s a t e l l i t ea t t i t u d ea n d p o s i t i o n ／a t t i t u d et r a c k i n g c o n t r o lp r o b l e m s ，D e d u c e t h em a t h e m a t i c a l m o d e lo fs a t e l l i t e a t t i

17、t u d e c o n t r o l s y s t e m a n dp o s i t i o n ／a t t i t u d e c o n t r o l s y s t e mr e s p e c t i v e l y , t h e nd e s i g nt r a c k i n gc o n t r o l l e r ．T h ec r e d i b i l i t ya n da v a i l a

18、b i l i t yo ft h ep r o p o s e dc o n t r o ls t r a t e g yi ss h o w n b y t h e o r ya n d s i m u l a t i o n ．( 3 ) D e d u c et h e m a t h e m a t i c a l m o d e lo f a t t i t u d e a n d s h a p e c o n t r o