非理想惯量构型的小卫星姿态确定与控制系统设计

摘要

本文基于某在研试验卫星,提出了一种适用于微纳卫星的低成本、低功耗姿态确定与控制系统方案.该方案采用三轴磁强计和太阳敏感器为姿态敏感器;动量轮和三轴开关式磁力矩器为执行机构.为降低成本、节约功耗,设计了六种操作模式,涵盖从发射入轨到建立三轴姿态稳定全部流程.采用扩展卡尔曼滤波技术确定姿态,采用两行根数外推确定轨道.分析了该姿态方案误差的来源和影响.提出了基于DSP的硬件实现方案,并完成半实物仿真.仿真结果表明,该方案能够实现卫星三轴稳定控制,并完成姿态控制精度和稳定度的指标要求.