采用框架角受限控制力矩陀螺的航天器姿态机动控制

摘要

以框架角受限的金字塔构型控制力矩陀螺(CMG)为执行机构,研究了航天器欧拉姿态机动控制问题.考虑控制力矩及航天器角速度约束等因素,对已有的姿态机动控制律进行了改进,使其能实现绕欧拉轴的大角度姿态机动.同时考虑力矩陀螺框架角受限情况,通过适当加入空转指令对框架角进行重构,设计了复合控制形式的控制力矩陀螺操纵律,并通过过渡域对切换过程进行削抖.数值仿真表明,所设计的复合控制操纵律能有效通过框架角重构发挥控制力矩陀螺控制能力,且姿态机动控制律能保证系统的欧拉旋转.