基于帆板-滑块结构的太阳帆姿态控制

摘要

本文采用一种新型帆板-滑块结构作为太阳帆航天器的姿态执行机构.该结构工作过程中,质心会随滑块位置改变,进而导致航天器转动惯量变化.对此,本文基于滑模控制理论设计了强鲁棒的姿态控制器.质心/压心偏差为太阳帆提供了无能耗的姿态控制力矩,同时也为姿态系统引入了不可忽视的光压干扰力矩;在复杂轨道环境中,太阳帆受邻近天体引力作用,产生的引力梯度力矩也对姿态系统有着明显的影响.针对这些外部干扰,本文提出一种自适应抗扰策略.最后,考虑执行机构动力学特性,设计了操纵律,通过帆板转动和滑块滑动实现所需控制力矩.仿真结果表明所提控制策略的有效性.