一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法

摘要

本发明公开了一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法，针对高轨卫星及深空探测器等采用飞轮作为执行机构、受到的环境力矩主要是太阳光压力矩的挠性欠驱动航天器姿态控制系统。首先，建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型，并根据航天器构型，建立太阳光压力矩解析式；然后，根据状态方程建立离散预测模型并确定约束条件；最后，根据近似的线性模型，确定终端惩罚矩阵和终端域，设计双模MPC控制律。本发明考虑了帆板转角、转速的限制，以及帆板的刚性转动和振动对航天器姿态的干扰，通过控制帆板转角产生太阳光压力矩作为辅助力矩，实现了欠驱动挠性航天器三轴姿态稳定。