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轨道摄动对航天器角动量管理的影响和补偿
  • ISSN号:1001-0920
  • 期刊名称:《控制与决策》
  • 时间:0
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]北京控制工程研究所第三研究室,北京100190, [2]北京控制工程研究所空间智能控制技术国家级重点实验室,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61304027);国家973计划项目(2013CB733100);中国空间技术研究院基金项目(2013CAST)
中文摘要:

三轴主惯量接近的航天器长期在轨采用惯性系的角动量管理,使用垂直于轨道面的某一主惯性轴为Y轴,建立参考的惯性系进行控制器设计,轨道摄动使轨道长周期项与时间呈近似线性关系,导致控制器输出线性累加.针对此问题,分析轨道摄动导致控制律失效的原因,参考内模原理扩维方程,重新设计最优控制方法进行惯性系的角动量管理.通过半物理仿真表明了摄动补偿方法的可行性,且角动量和姿态长期稳定性均优于补偿前.

英文摘要:

The momentum management controller is used for large spacecrafts with orbit maintenance of long life which only have small difference in three-axis main inertia. It should be guaranteed that one inertia axis of spacecraft is strictly perpendicular to the orbital plane. Then, an inertial reference coordinate system for momentum management is established. It is observed that the drift of long-period orbit factors has an approximate linear relation to time, which leads to a linear increase of output offset of the momentum control. Therefore, the failed reasons in the design of the optimal control law are analyzed, and the state equation is augmented with internal model principle to compensate the perturbation, then the optimal quadratic regulators with pole placement method is used to design the controller according to the state space equation. Finally, semi-physical simulation validates the controller. The results show that the design of the compensation method is feasible, and the long term stability of attitude and angular momentum are achieved.

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期刊信息
  • 《控制与决策》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:东北大学
  • 主编:张嗣瀛 王福利
  • 地址:沈阳市东北大学125信箱
  • 邮编:110004
  • 邮箱:kzyjc@mail.neu.edu.cn
  • 电话:024-83687766
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0920
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1124/TP
  • 邮发代号:8-51
  • 获奖情况:
  • 1997年被评为辽宁省优秀编辑部,1999年期刊影响因子在信息与系统类期刊中排名第二位
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:32961