高軌光學(xué)遙感衛(wèi)星高穩(wěn)定指向控制技術(shù)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文高軌光學(xué)遙感衛(wèi)星高穩(wěn)定指向控制技術(shù)研究高軌光學(xué)遙感衛(wèi)星高穩(wěn)定指向控制技術(shù)研究ResearchonHighStabilityPointingControlTechnologyofOpticalRemoteSensingSatelliteinHighbit作者姓名：李靜學(xué)科、專(zhuān)業(yè)：航空宇航科學(xué)與技術(shù)學(xué)號(hào)：21423011指導(dǎo)教師：龐巖完成日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)

2、位論文I摘要高軌光學(xué)遙感衛(wèi)星的光學(xué)載荷需要超靜力學(xué)環(huán)境，這對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)的姿態(tài)精度和姿態(tài)穩(wěn)定度提出了更高的要求。由于僅靠姿態(tài)控制算法難以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的高精度、高穩(wěn)定度控制，高精度航天器需要考慮微振動(dòng)對(duì)姿態(tài)控制的影響，本文著重研究航天器微振動(dòng)的抑制方案以及星上載荷光軸的主動(dòng)控制。為抑制衛(wèi)星上高速轉(zhuǎn)動(dòng)的姿控執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的高頻微振動(dòng)，本文采用被動(dòng)隔振平臺(tái)對(duì)姿控執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行隔振，并對(duì)比研究了集中隔振和分散隔振兩種方案，結(jié)果表明：航天器進(jìn)行大角度機(jī)動(dòng)時(shí)，

3、對(duì)于高剛度隔振器，兩種隔振均具有穩(wěn)定性，并且指向控制性能相似。對(duì)于低剛度隔振器，集中隔振較分散隔振容易失穩(wěn)；在姿態(tài)穩(wěn)定控制工況下，對(duì)于高剛度隔振器和低剛度隔振器，兩種隔振方案性能基本一致。在姿控執(zhí)行機(jī)構(gòu)被動(dòng)隔振的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步研究了對(duì)載荷也隔振的兩級(jí)隔振衛(wèi)星構(gòu)型。建立了包含典型的航天器微振動(dòng)源以及載荷—本體隔振界面的衛(wèi)星閉環(huán)控制動(dòng)力學(xué)模型并對(duì)其姿態(tài)控制進(jìn)行仿真。仿真時(shí)對(duì)比了對(duì)載荷被動(dòng)隔振以及主被動(dòng)混合隔振兩種方案，結(jié)果表明被動(dòng)隔振設(shè)

4、計(jì)簡(jiǎn)單，但低頻隔振性能不足，而主被動(dòng)控制混合隔振能夠有效提高載荷姿態(tài)精度和穩(wěn)定度兩個(gè)數(shù)量級(jí)。除一般的隔振方法外，本文研究了一種新型隔振衛(wèi)星——非接觸分離式衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)建模與控制。采用拉格朗日法建立了有柔性線纜連接的分離式衛(wèi)星的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型，并仿真分析了柔性線纜對(duì)分離式衛(wèi)星的隔振以及指向性能的影響，結(jié)果表明柔性線纜會(huì)降低分離式衛(wèi)星的低頻隔振性能并使其載荷模塊的指向控制穩(wěn)態(tài)誤差明顯增大。為減輕柔性線纜動(dòng)力學(xué)影響，基于自抗擾控制設(shè)計(jì)了載