低倾角测量卫星姿控系统研究与设计

摘要

卫星系统比较复杂和庞大，通常分为若干个分系统，其中卫星姿轨控分系统为一个非常重要且核心的分系统，主要需完成卫星自身姿态的测量确定和姿态控制以及姿态机动的工作。
　　结合低倾角测量卫星特性，卫星质量和转动惯量较大，借鉴其余卫星型号研制经验，并通过设计及仿真分析，给出了低倾角测量卫星的姿态控制系统的组成方案，明确卫星姿态测量和姿态控制的不同组合方案。
　　建立卫星的姿态运动学与动力学模型，建立星敏感器、陀螺、红外地平仪的测量模型，给出飞轮的模型和干扰力矩的数学模型，阐述了极点配置的原理及方案。通过模型建立和参数选择，仿真分析卫星的姿态确定和姿态控制方案的合理性，分析得出配置方案可以满足任务需求。
　　建立有效的控制模型和数学模型，进行分析计算和仿真，姿控手段组合来达到任务要求，在同类卫星姿态控制方案中，控制精度先进，变轨要求可以满足，卫星机动快，为后续类似卫星具有借鉴意义。

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第1章 绪 论

1.1任务背景

1.2课题任务

1.3本章小结

第2章 低倾角测量卫星姿控系统设计

2.1系统要求

2.2输入条件

2.3本章小结

第3章 姿控方案设计与系统模型

3.1姿态控制方案

3.2算法设计

3.3姿态控制系统组成

3.4系统模型

3.5建立仿真环境及设定模型

3.6本章小结

第4章 姿态确定算法

4.1基于陀螺+星敏感器测量的龙贝格估计器

4.2基于陀螺+星敏感器测量的Kalman滤波

4.3基于地平仪＋陀螺测量的轨道罗盘

4.4本章小结

第5章 基于飞轮的姿态机动控制与稳态控制

5.1卫星姿态偏差、姿态角速度偏差

5.2基于递阶饱和的瞬时欧拉轴控制器设计

5.3算法的设计步骤和流程图

5.4仿真结果及分析

5.5本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文