采用CMG的空间飞行器三轴姿态控制  

Three Axis Attitude Control for Craft Using CMG

作　　者：王建琦 汪冬梅 黄秋帆 朱剑芳 WANG Jianqi;WANG Dongmei;HUANG Qiufan;ZHU Jianfang

机构地区：[1]桂林航天工业学院电子信息与自动化学院,广西桂林541004

出　　处：《桂林航天工业学院学报》2020年第3期299-306,共8页Journal of Guilin University of Aerospace Technology

基　　金：国家自然科学基金项目“大机动敏捷飞行器鲁棒智能解耦控制技术”(61966010);桂林航天工业学院校级本科教学改革研究项目“飞行器质量与可靠性人才培养模式研究”(2018JB03)。

摘　　要：文章提出的三轴姿态控制方法非常适合于卫星姿态和大角度快速机动,为使用CMG的卫星姿态控制提供了参考方案。首先,在CMG配置上,通过研究正交构型中3 CMG的动量包络线和棱锥构型中4 CMG的动量包络线,可以发现利用棱锥构型中4 CMG的动量包络线较大,奇点面积较小,更具优势。其次,依据卫星动力学建模方式的不同,分别采用了基于SISO系统模型和MIMO系统模型两种不同设计方法。前者基于SISO系统模型采用经典控制,将PD控制方法与PID控制方法进行了比较,以期研究不同控制结构下CMG控制卫星姿态的效果;后者基于MIMO系统模型,为了保证卫星姿态控制的快速旋转机动和敏捷性,利用具有大扭矩输出能力的电机并采用先进的H-inf方法设计了姿态控制算法。最后,通过仿真对上述设计进行了验证。

关 键 词：微卫星 控制力矩陀螺(CMG) 姿态控制 H-inf 

分 类 号：V448.22[航空宇航科学与技术—飞行器设计]