發(fā)布時間：2021-05-15 14:34

　　采用單框架控制力矩陀螺（SGCMG）作為執(zhí)行機構的小型敏捷衛(wèi)星在姿態(tài)機動過程中存在著奇異問題。本文從SGCMG姿態(tài)控制系統(tǒng)整體出發(fā),將奇異問題轉化為狀態(tài)約束的動態(tài)控制問題,基于控制變量參數(shù)化（CVP）方法,設計了一種用于SGCMG奇異規(guī)避的軌跡規(guī)劃。該算法在實現(xiàn)小型敏捷衛(wèi)星大角度姿態(tài)機動過程無奇異的基礎上,將SGCMG框架角轉速的最優(yōu)軌跡通過CVP方法進行分段線性規(guī)劃。這種規(guī)劃策略對框架伺服系統(tǒng)的算法設計無復雜要求,僅需要簡單的加減速控制,從而節(jié)約了星上資源。在軌跡規(guī)劃實現(xiàn)過程中,考慮了工程實際中的約束條件,可以按照姿態(tài)機動任務要求規(guī)劃出一條綜合考慮能量資源和目標精度的最優(yōu)軌跡。仿真結果表明:該算法實現(xiàn)了姿態(tài)參數(shù)軌跡和星體角速度軌跡的平緩變化,目標誤差在1×10^-3量級,星體在機動過程中運行穩(wěn)定,SGCMG不會出現(xiàn)奇異現(xiàn)象。 

【文章來源】：空間控制技術與應用. 2020,46(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【文章目錄】：
0 引言
1 數(shù)學模型
    1.1 姿態(tài)運動學方程
    1.2 姿態(tài)動力學方程
    1.3 SGCMG構型奇異分析
2 控制變量參數(shù)化算法
    2.1 最優(yōu)控制問題
    2.2 CVP方法原理
    2.3 基于CVP方法的軌跡規(guī)劃
3 仿真分析
4 結論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮單框架控制力矩陀螺性能約束的小衛(wèi)星姿態(tài)星載控制[J]. 李德婷,張元媛,王華.  上海航天. 2019(03)
[2]采用滑模觀測器的SGCMG框架伺服系統(tǒng)研究[J]. 于躍,戴路,陳茂勝,孔令波,王超群,胡冰.  電子測量技術. 2019(04)
[3]基于自適應高斯偽譜法的SGCMG無奇異框架角軌跡規(guī)劃[J]. 孫志遠,金光,張劉,徐開,楊秀彬.  宇航學報. 2012(05)

博士論文
[1]控制變量參數(shù)化最優(yōu)控制問題計算方法研究[D]. 劉平.浙江大學 2017

碩士論文
[1]應用控制力矩陀螺的衛(wèi)星姿態(tài)控制研究[D]. 朱津津.哈爾濱工業(yè)大學 2016



本文編號：3187808