姿態(tài)控制系統(tǒng)是保證衛(wèi)星在軌期間能否具有高水平控制性能的關(guān)鍵。隨著科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步,人類對(duì)衛(wèi)星的要求任務(wù)越來越多樣化,這會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜化。結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化會(huì)在一定程度上使得衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)在工作時(shí)受到的不確定因素變多。所以在對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,需要尋求一些優(yōu)越的方法對(duì)這些問題進(jìn)行處理,以期能得到一個(gè)在復(fù)雜空間環(huán)境下的高水平設(shè)計(jì)方案�？紤]到衛(wèi)星的初始混沌狀態(tài),利用滑模變結(jié)構(gòu)控制來解決衛(wèi)星混沌狀態(tài)并提高姿態(tài)控制的穩(wěn)定性和精度�？紤]到滑模變結(jié)構(gòu)存在的抖振及其消極影響,采用基于指數(shù)趨近律的模糊滑�？刂品椒▽�(duì)抖振進(jìn)行大幅度削弱直至基本消除。但在降抖的控制方法中未充分考慮對(duì)衛(wèi)星數(shù)學(xué)模型中復(fù)合干擾的逼近,引入基于改進(jìn)粒子群的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)復(fù)合干擾進(jìn)行逼近。仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的模糊滑模與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)混合方法不但保證了衛(wèi)星姿態(tài)控制的穩(wěn)定,同時(shí)消除了控制力矩的抖振,并對(duì)干擾實(shí)現(xiàn)了有效的逼近,展現(xiàn)出優(yōu)越的控制性能。論文的主要研究內(nèi)容包括:首先,對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)控制問題的基本知識(shí)進(jìn)行了簡要的介紹,包括國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、相關(guān)坐標(biāo)系的定義、姿態(tài)描述方法和衛(wèi)星姿態(tài)模型的建立等。簡要介紹了混沌系統(tǒng)的相關(guān)概念,并通... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

gY 軸指向正北方位，gZ 軸指天，且三軸相互構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。圖 2.1 參考坐標(biāo)系示意圖2.1.2 衛(wèi)星姿態(tài)描述方法衛(wèi)星姿態(tài)描述方法，簡單來說就是指衛(wèi)星載體坐標(biāo)系當(dāng)對(duì)于參考坐標(biāo)系的方向指向。確定參考坐標(biāo)系是衛(wèi)星姿態(tài)描述的基礎(chǔ)工作，再通過利用常用的方法對(duì)其進(jìn)行描述�，F(xiàn)有比較常用的姿態(tài)參數(shù)方法包括方向余弦矩陣法、歐拉角法、四元數(shù)法、羅德里格參數(shù)法和修正羅德里格參數(shù)法等。其中，方向余弦矩陣法代數(shù)計(jì)算較容易，無三角函數(shù)，但其約束較多；歐拉角法的簡單計(jì)算都是小角度的線性運(yùn)算，基礎(chǔ)理論簡易明顯，但含有三角函數(shù)，有奇點(diǎn)；四元數(shù)法無三角函數(shù)，無奇點(diǎn)；羅德里格參數(shù)法和修正羅德里格參數(shù)法通常適用于剛體衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)大角度轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生奇異。下面對(duì)這些方法做具體介紹[76]。1、方向余弦矩陣方向余弦矩陣描述了衛(wèi)星載體坐標(biāo)系相對(duì)與參考坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，若以b 和r 分別表示載體坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)系，各坐標(biāo)軸上的單位矢量記為x ， y ， z ，那么載體坐標(biāo)系和參考坐標(biāo)系之間的方向余弦矩陣描述如下式所示

zxbrzybrzzbrAzxAzyAzz標(biāo)矢量描述 bbbx , y,z在參考坐標(biāo)系r 中可 rrrbrbbbzyxAzyx一個(gè)行列式值為 1的正交矩陣，它的九個(gè)一定能確定唯一的brA ，即存在多重解且是三個(gè)姿態(tài)角，理論簡單易懂，看起來較參考坐標(biāo)系圍繞自身的三軸依次旋轉(zhuǎn)進(jìn)而的角度即為相應(yīng)的歐拉角。擇不同的旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)順序，總共可以 X Y順序進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如圖 2.2 所示動(dòng)角 和俯仰角 。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]軌道調(diào)控期間撓性衛(wèi)星的姿態(tài)容錯(cuò)控制算法研究[D]. 楊婧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]微小衛(wèi)星姿態(tài)確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制技術(shù)研究[D]. 李杰.中北大學(xué) 2017
[3]控制受限的撓性航天器姿態(tài)容錯(cuò)控制[D]. 姜野.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]粒子群算法的基本理論及其改進(jìn)研究[D]. 劉建華.中南大學(xué) 2009
[5]撓性多體航天器動(dòng)力學(xué)建模與姿態(tài)控制技術(shù)研究[D]. 仝西岳.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于Backstepping的衛(wèi)星姿態(tài)控制方法研究[D]. 孟海濤.渤海大學(xué) 2017
[2]三軸穩(wěn)定衛(wèi)星姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)研究[D]. 曹陽.哈爾濱工程大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3604579