基于μ-PPT电推进器的立方体卫星群落姿态协同控制

摘要

为实现由多个立方体卫星组成的微小卫星群落状态协同任务需求,提出一种基于自适应控制的立方体卫星群落姿态同步控制策略。考虑群落信息交互的无向性和有向性两种情况,通过引入反映邻接立方体卫星互联关系的同步信号,构建微小卫星群落姿态动力学模型。基于邻接状态差异对每个立方体卫星进行自适应控制设计,改善整体微小卫星群落的姿态同步性。考虑标准模块化多单元立方体卫星结构以及配置的微脉冲等离子推进器(μ-PPT)的特殊性,提出基于离散脉冲控制的立方体卫星三轴姿态调节。并且,群落中每个立方体卫星通过搜寻最优脉冲序列组合进行μ-PPT脉冲调节,能够使每个立方体卫星最终趋于姿态同步状态的同时,实现对外部干扰力矩的连续补偿。最后,通过对立方体卫星互联群落状态同步的任务需求进行具体案例的仿真分析,结果表明在多种信息交互模式下,提出的连续自适应控制律以及离散μ-PPT电推进系统,能有效实现立方体卫星整体群落的姿态同步任务需求。