小衛(wèi)星姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)與穩(wěn)定控制方法研究.pdf

1、在衛(wèi)星地面觀測(cè)任務(wù)中，如特定目標(biāo)長(zhǎng)時(shí)間凝視、單線陣相機(jī)立體成像和增大可觀測(cè)范圍等都要求其具有姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)和快速穩(wěn)定等敏捷控制能力。針對(duì)這一需求，本文對(duì)衛(wèi)星的姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)、姿態(tài)快速穩(wěn)定和姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)過程中穩(wěn)定等三個(gè)方面進(jìn)行控制律設(shè)計(jì)研究，具體內(nèi)容包括：
　　⑴提出了以雙框架控制力矩陀螺為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星姿態(tài)快速機(jī)動(dòng)控制方法。首先利用最優(yōu)控制方法設(shè)計(jì)了快速機(jī)動(dòng)控制律，并采用高斯偽譜法進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算；其次以最優(yōu)控制理論得出的最優(yōu)路徑為基礎(chǔ)

2、，設(shè)計(jì)基于Lyapunov函數(shù)的姿態(tài)跟蹤函數(shù)，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)的衛(wèi)星姿態(tài)大角度快速機(jī)動(dòng)。
　?、圃O(shè)計(jì)了以反作用飛輪為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的衛(wèi)星姿態(tài)快速穩(wěn)定控制規(guī)律。第一種控制律基于衛(wèi)星的特征模型，利用自適應(yīng)控制實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的快速穩(wěn)定，達(dá)到抑制衛(wèi)星振動(dòng)擾動(dòng)的目的；第二種控制律基于時(shí)標(biāo)分離原理和預(yù)測(cè)控制，將衛(wèi)星姿態(tài)控制分為外環(huán)姿態(tài)角控制以及內(nèi)環(huán)角速度控制分別設(shè)計(jì)，兩者共同結(jié)合達(dá)到實(shí)現(xiàn)姿態(tài)快速穩(wěn)定的目的；第三種控制律利用雙曲正切函數(shù)的有界性，在控制律設(shè)計(jì)時(shí)