欠驱动航天器飞轮控制方法

发布时间：2017-08-29 14:27

  本文关键词：欠驱动航天器飞轮控制方法

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【摘要】：针对应用任意剪刀对构型飞轮群的欠驱动刚体航天器姿态控制问题,将飞轮群与航天器看作整体系统进行建模,从整体系统可控性角度分析采用传统模型进行控制系统设计存在的局限性。随后通过对飞轮群角动量集合描述,得出航天器姿态可机动集合。由于飞轮群构型的任意性及航天器的欠驱动特性,导致具有初始角动量的整体系统难以针对系统状态方程采用Lyapunov函数方法进行状态反馈控制器设计,同时为了保证存在外扰动力矩的航天器姿态机动精度,采用非线性预测控制方法实现系统的反馈控制。所提控制算法实现了任意飞轮群剪刀对构型、飞轮群角动量非饱和条件下,任意系统初始角动量欠驱动航天器在姿态可机动集合中的机动控制。仿真结果表明,系统具有良好的控制性能及精度。
【作者单位】： 北京机械设备研究所;
【关键词】： 欠驱动航天器 飞轮群 姿态控制 可控性 预测控制
【基金】：国家自然科学基金(61174001,61321062,61304239)
【分类号】：V448.22
【正文快照】： 0引言反作用飞轮作为航天器执行机构具有体积小、重量轻的特点,常用于对质量与体积要求苛刻的小型航天器。据统计,截至目前,全球发射的600多颗小卫星中,有半数以上采用了飞轮作为星上主要执行机构用于完成卫星的姿态机动任务[1]。虽然飞轮应用于航天器姿态控制的原理简单,其制

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