一灰大挠性变参数卫星姿态鲁棒控制方法的研究

摘要

卫星作为特殊的航天器，由于要完成一定的任务及保持长寿命需要在其上安装诸如太阳帆板、天线、液体箱等设备。柔性部件众多，低频模态密集。在轨飞行时，由于温差、结构变形等会引起卫星动力学参数发生较大范围变化。此外，由重力梯度、空气阻力和太阳压力引起的外部干扰和运动部件引起的内部干扰也会影响卫星姿态控制精度。这些方面都对挠性卫星的姿态控制提出了严峻的挑战。
　　 正是在这样的工程背景下，本论文以某大挠性变参数卫星为具体设计对象，借助理论分析、数值仿真等手段，研究了存在控制输入饱和约束、内外部干扰或质量特性参数不确定性的挠性卫星姿态鲁棒控制器设计问题，并进行了详细的数值仿真与分析。主要内容如下：
　　 1)对论文研究背景、意义、挠性卫星姿态控制技术的国内外研究现状、仿真技术在航空航天领域中的应用进行综述，并介绍了论文主要内容及组织结构。
　　 2)通过给出合理假设，对挠性卫星姿态运动学和不同情形的动力学方程进行了简化处理，分别得到了含内外部干扰或质量特性参数不确定性的挠性卫星相应的状态空间描述。
　　 3)在挠性卫星模型简化处理完成的基础上，分别针对质量特性参数不确定性单独存在及其与内外部干扰、控制输入饱和约束同时存在情形设计了相应的挠性卫星姿态鲁棒控制方法，并将设计的理论方法应用在实际挠性卫星系统中，通过取多组不同数据进行详细的仿真研究与分析，确保了这些方法的正确性和可行性。
　　 4)对本论文的主要研究成果和本次研究的主要创新点进行了总结，并给出了下一步工作的建议。
　　 总的来说，本论文对实现挠性卫星姿态的高精度与高稳定度控制有着较大的参考价值，并且也为该领域的进一步研究奠定了良好的基础。