某型衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真研究.pdf

1、衛(wèi)星在空間的運動可以分為軌道運動和姿態(tài)運動，姿態(tài)運動是衛(wèi)星姿態(tài)控制所研究的問題，衛(wèi)星的姿態(tài)控制又可以分為姿態(tài)確定、姿態(tài)控制規(guī)律設(shè)計和執(zhí)行機構(gòu)三部分，姿態(tài)確定系統(tǒng)的精度是影響姿態(tài)控制的決定性因素，姿態(tài)控制規(guī)律的好壞也必將影響到姿態(tài)控制的精度，本文以某在研慣性定向衛(wèi)星為研究對象進行姿態(tài)確定和姿態(tài)控制研究，主要完成了以下幾個方面的工作：
　　采用歐拉角和四元數(shù)建立了慣性定向衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程，根據(jù)剛體動量矩定理，建立了慣性定向剛體衛(wèi)星姿

2、態(tài)動力學(xué)方程。
　　應(yīng)用擴展卡爾曼濾波技術(shù)，推導(dǎo)了基于陀螺和星敏感器的姿態(tài)估計算法。主要包括，建立星敏感器和陀螺的數(shù)學(xué)模型，闡述了擴展卡爾曼濾波算法的原理，利用慣性定向衛(wèi)星姿態(tài)運動學(xué)方程建立了以陀螺偏差和誤差四元數(shù)為狀態(tài)的姿態(tài)估計模型，對衛(wèi)星的姿態(tài)進行了估計。
　　在姿態(tài)確定的基礎(chǔ)上，設(shè)計了以下三種控制規(guī)律：基于線性化姿態(tài)動力學(xué)模型的歐拉角反饋控制器；基于非線性姿態(tài)動力學(xué)，利用李亞普諾夫方法設(shè)計的四元數(shù)反饋控制器和歐拉角反饋