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使用VSCMGs的IPACS的奇异性分析与操纵律设计
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V412.42[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学宇航学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金(10372011)
中文摘要:

研究使用变速控制力矩陀螺群(VSCMGs)的能量/姿态一体化控制系统(IPACS)的奇异性分析与操纵律设计问题。提出了VSCMGS的CMG奇异与IPACS奇异两种概念。对于给定的CMG奇异方向,采用优化理论得到了在该方向上VSCMGs的转子达到角动量饱和时的转速表达式,并给出了IPACS奇异的充要条件及其证明。分析了考虑星体角速度影响时的实际IPACS的奇异性质。在此基础上为实现合理的动量管理,采用加权矩阵的方法设计了IPACS的操纵律。最后通过算例验证了所得到的IPACS奇异判据的正确性,并通过数值仿真,验证了所设计的操纵律的正确性及其良好的动量管理性能。

英文摘要:

This paper deals with the singularity problem and steering law design of integrated power/attitude control system (IPACS) with variable-speed control moment gyros (VSCMGs). Two singularity concepts, i. e., CMG singularity and IPACS singularity are proposed. For a given CMG singular direction, the saturate speeds of VSCMGs rotors along with the direction are calculated via optimization theory. Furthermore, the necessary and sufficient conditions and the corresponding proof for a IPACS suffering from singularity are achieved. The singularity of an actual IPACS affected by the angular velocity of spacecraft is analyzed. In order to realize reasonable momentum management, the steering law with weighting matrices is designed. An example is given to validate the effectiveness of the IPACS singularity criterion, also the numerical simulation resuits show that the steering law is effectual and has well momentum management characteristics.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),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,美国应用力学评论,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:24676