基于磁悬浮动量轮微框架能力的卫星滚动——偏航姿态稳定控制研究

摘要

研究基于磁悬浮动量轮的微框架能力进行卫星的滚动-偏航姿态稳定控制问题.在考虑卫星轨道角速度的条件下,建立了磁悬浮动量轮转子和卫星姿态动力学方程,设计了一种不使用偏航姿态敏感器的卫星滚动-偏航姿态控制器.该控制器由内、外两个控制回路组成,其中:外环控制回路根据滚动姿态敏感器输出的卫星姿态角信息产生转子外框角-内框角的参考值;内环控制回路控制转子外框角-内框角的稳定,并通过控制转子外框角-内框角跟随外环回路给定的参考值变化实现动量轮转子角动量方向的变化,与卫星进行角动量交换.对所设计的控制器进行了稳定性分析,通过仿真进一步验证了其有效性,在给定扰动和不使用偏航敏感器的条件下,偏航角的精度和稳定度分别优于0.08°和0.0001°/s.