挠性卫星小角度快速机动及稳定控制

摘要

研究了采用五棱锥构形的单框架控制力矩陀螺(SGCMG)组合控制系统实现挠性卫星小角度姿态快速机动及稳定控制的问题.首先建立了带太阳帆板的挠性卫星姿态动力学模型,在分析五棱锥构形的6个SGCMG组合特点的基础上,建立五棱锥构形的SGCMG动力学模型,进而分别设计了有效避免SGCMG出现奇异的框架角速度操纵律和卫星姿态控制律.最后,分别针对卫星滚动轴和俯仰轴姿态机动0.64°和0.8°两种小角度的情况,采用五棱锥构形的SGCMG控制系统仿真模型实现挠性卫星姿态的快速机动和稳定控制,数值仿真结果表明所设计五棱锥构形的SGCMG框架角速度操纵律和卫星姿态控制律不仅能实现卫星小角度快速机动稳定、满足高精度和高稳定度的姿态控制指标要求,同时能很好抑制太阳帆板的挠性振动.