一种光压力矩主动辅助下的欠驱动航天器姿态控制方法

摘要

本发明涉及一种光压力矩主动辅助下的欠驱动航天器姿态控制方法，以带有飞轮和两对太阳帆板的航天器为对象，首先建立带挠性附件的挠性航天器的动力学模型和航天器姿态运动学方程；再建立简化的太阳光压力矩解析模型；设计线性二次型最优控制器得到三轴期望力矩，对光压力矩特性进行分析，将三轴力矩分配给太阳光压力矩以及飞轮力矩；在假设帆板表面特性不变的情况下，根据简化的帆板太阳光压力矩模型求反解，直接得到具有解析形式的太阳帆板转角操纵律；之后通过求解带有约束的非线性规划问题,得到基于数值优化的太阳帆板的转角操纵律。本发明可以有效改善姿态可控性并提升控制性能，采用操纵律与控制律分离的控制方案，更契合工程实际。