某微小衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)是衛(wèi)星設(shè)計的重要組成部分。本文以某在研衛(wèi)星(MTS)為背景，對三軸穩(wěn)定衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計和仿真進(jìn)行了深入的研究，主要工作有以下幾個方面： 首先系統(tǒng)地總結(jié)了歐拉角和四元數(shù)兩種姿態(tài)描述，建立了完整的衛(wèi)星姿態(tài)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型。根據(jù)MTS衛(wèi)星的任務(wù)和對姿控系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，提出了MTS衛(wèi)星姿控系統(tǒng)的初步方案，對敏感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了配置。 衛(wèi)星姿控系統(tǒng)的精度水平在很大程度上取決于姿態(tài)確定的精度。本

2、文在建立MTS衛(wèi)星各種姿態(tài)敏感器的測量模型的前提下，基于狀態(tài)估計法采用推廣卡爾曼濾波算法設(shè)計了“陀螺+紅外地平儀+太陽敏感器”模式的姿態(tài)確定系統(tǒng)。并考慮到星上計算機(jī)計算能力的限制，對EKF算法作了改進(jìn)，從而避免了EKF龐大的計算量。 分析和建立了飛輪系統(tǒng)模型和各種干擾力矩模型，基于全局非奇異的誤差四元數(shù)分別設(shè)計了PID控制律和模糊控制律。并根據(jù)模糊控制存在穩(wěn)態(tài)誤差的特點，引入了積分環(huán)節(jié)；根據(jù)控制過程中不同階段上的控制特性，設(shè)計了