隨著人類對太空的不斷探索,不斷復雜化的空間任務對衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性要求越來越高。敏捷衛(wèi)星姿態(tài)控制研究意在不斷提高衛(wèi)星快速機動過程中姿態(tài)控制系統(tǒng)的機動速度與穩(wěn)態(tài)精度。與常用姿態(tài)控制執(zhí)行部件飛輪對比,控制力矩陀螺（CMG）可以在同等功率水平下輸出較大力矩,這是敏捷衛(wèi)星理想的姿態(tài)控制執(zhí)行部件。但是以CMG作為敏捷小衛(wèi)星姿控執(zhí)行部件存在兩個嚴重問題:（1）當前在大中型衛(wèi)星中應用的CMG系統(tǒng)多采用單機角動量大,單機數(shù)量少的設計方式,而由于大角動量單機控制誤差帶來的干擾力矩使得小衛(wèi)星姿控系統(tǒng)很難有較高的穩(wěn)定控制精度;（2）當前常見構型的失效操縱相容性較低,在單機失效后極易引起整星失穩(wěn)。針對上述問題,本文在前人研究基礎上,提出一種姿控系統(tǒng)方案,在一定的指令要求下,通過群構型的重構策略變換CMG單體參與控制的方式,從而使CMG群既能輸出大力矩滿足衛(wèi)星快速機動的要求、又能輸出精細力矩滿足衛(wèi)星穩(wěn)定控制的要求。本文主要從CMG系統(tǒng)的可重構構型選擇、操縱機理和奇異面分布等方面入手,對應用可重構CMG群構型的衛(wèi)星姿態(tài)控制問題進行了深入研究,論文主要工作概括如下:在八單體構型的基礎上,綜合考慮微型控... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)吉林省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

宇航員更換國際空間站發(fā)生故障的CMG

圖 1.1 宇航員更換國際空間站發(fā)生故障的 CMGnauts replace the CMG that failed on the International 構簡單，工作可靠，響應速度快，可成倍放大力所以 CMG 得到了大量的工程應用。1976 年，美國備的 4 個 CMG 顯著提高了其姿態(tài)機動能力，使1986 年，前蘇聯(lián)發(fā)射了人類首個第三代空間站配有 6 個 CMG 組成五棱錐構型，單個 CMG 重為空間站提供足夠大的控制力矩。

圖 1.4 Pleiades 衛(wèi)星Figure 1.4 Pleiades satellite業(yè)界對敏捷衛(wèi)星的研究日益廣泛，敏捷衛(wèi)星對于需求使得 CMG 作為衛(wèi)星執(zhí)行部件開始廣泛得到 天宮一號 空間站上采用了 6 個 SGCMG 組成在航天器上采用 CMG 作為姿態(tài)執(zhí)行部件的先河采用的 CMG。


本文編號：3096661