基于主动磁控制的微小卫星姿态控制 被引量：11

1

作者 张锐 谢祥华 张静 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期193-197,共5页

针对偏置动量稳定的微小卫星,提出了一种仅利用磁强计作为定姿部件,磁力矩器作为主动控制部件的主动磁控制算法。在星箭分离初期,提出改进的B-dot速率阻尼方法使卫星姿态角速率快速减小,在卫星角速率较低时,设计了加低通滤波器的PD俯仰... 针对偏置动量稳定的微小卫星,提出了一种仅利用磁强计作为定姿部件,磁力矩器作为主动控制部件的主动磁控制算法。在星箭分离初期,提出改进的B-dot速率阻尼方法使卫星姿态角速率快速减小,在卫星角速率较低时,设计了加低通滤波器的PD俯仰控制律,并设计了以地磁矢量B作为判断依据的滚动角、偏航角反馈的进动控制律及基于B-dot的章动控制律。数学仿真结果表明,所设计的主动磁控方法收敛、有效。该算法具有良好的工程应用前景,对于低成本微小卫星的研究是一个有益的探索。 展开更多

关键词 微小卫星 偏置动量 主动磁控

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卫星储能/姿控一体化飞轮构型及其误差分析 被引量：7

2

作者 夏永江 张云 牛睿 《上海航天》 北大核心 2005年第1期19-23,共5页

介绍了卫星储能/姿控一体化飞轮的偏置动量、零动量和单个飞轮的不同构型及其组成,并分析了成对飞轮偏置动量、单个飞轮零动量构型的动量和能量转换。建立了偏置动量和零动量飞轮的控制模型。对电机转矩不对称,以及转子转动惯量和安装... 介绍了卫星储能/姿控一体化飞轮的偏置动量、零动量和单个飞轮的不同构型及其组成,并分析了成对飞轮偏置动量、单个飞轮零动量构型的动量和能量转换。建立了偏置动量和零动量飞轮的控制模型。对电机转矩不对称,以及转子转动惯量和安装不同轴误差对卫星姿态的影响进行了仿真试验。结果表明,前者的影响甚微;后者在不同轴误差为0.2°时,转动误差应小于2%。 展开更多

关键词 卫星 储能/姿控一体化飞轮 构型 偏置动量 零动量 误差

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基于飞轮的偏置动量卫星周期干扰补偿方法 被引量：7

3

作者 宋斌 马广富 +1 位作者 李传江 吕建婷 《控制工程》 CSCD 2007年第2期143-146,共4页

为了提高偏置动量卫星姿态控制精度,针对三轴稳定偏置动量卫星滚动/偏航回路周期干扰力矩补偿问题,提出了一种基于反作用飞轮的滚动/偏航回路周期干扰力矩补偿方案。采用频率分离法,分析了周期干扰力矩对卫星滚动/偏航回路姿态控制精度... 为了提高偏置动量卫星姿态控制精度,针对三轴稳定偏置动量卫星滚动/偏航回路周期干扰力矩补偿问题,提出了一种基于反作用飞轮的滚动/偏航回路周期干扰力矩补偿方案。采用频率分离法,分析了周期干扰力矩对卫星滚动/偏航回路姿态控制精度的影响。设计了周期干扰力矩的飞轮补偿方案,该干扰力矩补偿方案由安装在卫星滚动/偏航轴上的反作用飞轮实现。仿真结果表明,所设计的飞轮补偿方案提高了滚动/偏航轴的控制精度,从而验证了飞轮补偿方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 姿态控制 偏置动量 干扰补偿 反作用飞轮

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一种在轨改善偏置动量卫星控制精度的方法 被引量：6

4

作者 柯旗 王勇 魏春岭 《空间控制技术与应用》 2011年第4期41-44,共4页

对多个偏置动量卫星在轨飞行的遥测数据观察后发现,其中一些卫星的X轴和Z轴控制误差较大,且有明显的常值偏差存在.对这一现象进行分析,从偏置动量卫星的控制原理上找到了姿态偏差较大的原因,进而提出修正方法.在轨飞行测试表明:原姿态... 对多个偏置动量卫星在轨飞行的遥测数据观察后发现,其中一些卫星的X轴和Z轴控制误差较大,且有明显的常值偏差存在.对这一现象进行分析,从偏置动量卫星的控制原理上找到了姿态偏差较大的原因,进而提出修正方法.在轨飞行测试表明:原姿态超差的偏置动量卫星采用本方法后,姿态控制精度得到明显改善,证明了本方法行之有效. 展开更多

关键词 偏置动量 姿态控制 红外地球敏感器 误差修正

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基于偏航观测器的偏置动量卫星姿态控制 被引量：4

5

作者 宋斌 马广富 +1 位作者 李传江 吕建婷 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期15-20,共6页

研究了基于偏航观测器的三轴稳定偏置动量对地定向卫星姿态控制问题.由于采用的红外地平仪无法测量卫星的偏航信息,提出了一种基于偏航观测器的姿态控制方案.针对俯仰回路,利用测量的俯仰角实现了俯仰回路姿态控制;滚动/偏航回路的设计... 研究了基于偏航观测器的三轴稳定偏置动量对地定向卫星姿态控制问题.由于采用的红外地平仪无法测量卫星的偏航信息,提出了一种基于偏航观测器的姿态控制方案.针对俯仰回路,利用测量的俯仰角实现了俯仰回路姿态控制;滚动/偏航回路的设计由2部分组成:基于偏航观测器的PD控制器和飞轮解耦环节.整个系统采用动量轮和反作用飞轮作为执行机构,磁力矩器提供的磁矩与地磁场作用产生的力矩实现了飞轮的动量卸载.最后对卫星姿态控制系统进行了仿真研究,结果表明,所设计的控制方案在飞轮输出力矩工作范围内,可使卫星达到很高的姿态控制精度. 展开更多

关键词 姿态控制 偏置动量 偏航观测器 动量/反作用飞轮

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偏置动量轮控卫星姿态控制 被引量：3

6

作者 吕建婷 马广富 宋斌 《控制工程》 CSCD 2007年第6期569-571,575,共4页

研究了轮控的三轴稳定的偏置动量卫星姿态控制问题。卫星的俯仰回路采用偏置动量轮,滚动/偏航轴上各安装一个反作用飞轮来完成姿态控制。小姿态角下俯仰回路可以单独设计,利用测量的俯仰角来实现其姿态控制;滚动/偏航回路利用滚动信息,... 研究了轮控的三轴稳定的偏置动量卫星姿态控制问题。卫星的俯仰回路采用偏置动量轮,滚动/偏航轴上各安装一个反作用飞轮来完成姿态控制。小姿态角下俯仰回路可以单独设计,利用测量的俯仰角来实现其姿态控制;滚动/偏航回路利用滚动信息,采用基于偏航观测器的滑模控制器设计。磁力矩器提供的磁矩与地磁场作用产生的力矩实现了飞轮的动量卸载。对卫星姿态控制系统进行的仿真研究结果表明,所设计的控制方案在飞轮输出力矩工作范围内,可使卫星达到很高的姿态控制精度。 展开更多

关键词 姿态控制 偏置动量 偏航观测器 滑模控制

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采用观测器的偏置动量小卫星姿态容错控制 被引量：1

7

作者 袁斌文 尤政 +1 位作者 孟子阳 杨登 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1348-1356,共9页

针对偏置动量小卫星的自主飞行问题,提出一种基于不确定项观测器的滑模容错控制方法。应用欧拉-拉格朗日系统的干扰观测方法设计不确定项观测器,对动量轮输出力矩变小、磁力矩器线圈电阻漂移等执行器故障以及小卫星外部环境力矩等不确... 针对偏置动量小卫星的自主飞行问题,提出一种基于不确定项观测器的滑模容错控制方法。应用欧拉-拉格朗日系统的干扰观测方法设计不确定项观测器,对动量轮输出力矩变小、磁力矩器线圈电阻漂移等执行器故障以及小卫星外部环境力矩等不确定项进行估计,理论推导证明该观测器的观测误差一致最终有界(UUB)。基于不确定项观测器的估计值,设计补偿控制项,并与滑模控制器的控制力矩合成实现姿态容错控制。从理论上证明该容错控制方法能够使小卫星姿态快速收敛至滑模面。该容错方法无需做小角度假设,对执行器运行状态信息依赖性低。仿真结果表明,本文建议的容错控制方法具备可行性,实现了对小卫星姿控系统中不确定项的观测估计和容错控制。 展开更多

关键词 偏置动量 容错控制 终端滑模 不确定项观测

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基于nRF24E01的卫星三轴半物理仿真系统研究 被引量：1

8

作者 王井胤 林宝军 《中国测试》 CAS 北大核心 2012年第6期1-4,共4页

针对利用反作用飞轮作为执行机构的微小卫星姿态控制系统单轴气浮台半物理仿真缺乏仿真实物的全面性问题,研究基于nRF24E01无线RS232串行通信模块的多单轴气浮转台联动运行、Matlab XPC实时仿真技术、星载计算机及反作用飞轮和光纤陀螺... 针对利用反作用飞轮作为执行机构的微小卫星姿态控制系统单轴气浮台半物理仿真缺乏仿真实物的全面性问题,研究基于nRF24E01无线RS232串行通信模块的多单轴气浮转台联动运行、Matlab XPC实时仿真技术、星载计算机及反作用飞轮和光纤陀螺物理实物的卫星姿态控制系统三轴气浮台半物理仿真的方案设计;利用该仿真系统对以反作用飞轮为主要执行机构的卫星偏置动量三轴稳态控制模式进行了半物理仿真验证。仿真结果表明:半物理仿真平台工作效果良好,能够实现偏置动量三轴稳态控制算例的仿真过程,并观测到三轴敏感器和执行器的联动运行效果,验证了半物理仿真系统方案设计合理、可靠。 展开更多

关键词 无线串口通信 三轴半物理 微小卫星 偏置动量

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仅地心矢量测量的卫星转对地定向姿态控制方法 被引量：1

9

作者 雷拥军 魏春岭 +1 位作者 何英姿 刘洁 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2018年第6期1-7,共7页

针对角速度过大且无其陀螺测量的姿态异常情况,开展仅依赖地心矢量的对地姿态快速恢复控制方法研究.基于地心矢量测量信息给出了天平角及天平角矢量定义,提出一种综合天平角抑制与能量耗散的对地姿态恢复控制方法;针对具有星体角动量偏... 针对角速度过大且无其陀螺测量的姿态异常情况,开展仅依赖地心矢量的对地姿态快速恢复控制方法研究.基于地心矢量测量信息给出了天平角及天平角矢量定义,提出一种综合天平角抑制与能量耗散的对地姿态恢复控制方法;针对具有星体角动量偏置的闭环控制非线性系统,采用几何方法求解获取各平衡点,并由其特性分析表明通过参数合理选取可使得期望稳定对地姿态为系统唯一稳定平衡点;利用数学仿真方法验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 卫星 地心矢量 姿态控制 偏置动量 非线性系统

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基于周期变化惯量积的主动章动控制方法研究

10

作者 吕高见 杨保华 张笃周 《空间控制技术与应用》 2008年第4期47-50,共4页

偏置动量卫星姿态控制过程中会产生章动运动。若星体俯仰轴与其它轴存在固定的惯量积,则可以利用偏置动量轮有效地克服章动。针对转动惯量周期性变化的偏置动量卫星,提出一种通过在动量轮的控制律中引入时变的滚动轴信息,利用动量轮克... 偏置动量卫星姿态控制过程中会产生章动运动。若星体俯仰轴与其它轴存在固定的惯量积,则可以利用偏置动量轮有效地克服章动。针对转动惯量周期性变化的偏置动量卫星,提出一种通过在动量轮的控制律中引入时变的滚动轴信息,利用动量轮克服滚动轴/偏航轴章动影响的方法。通过数学仿真验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 惯量积 周期变化 主动章动控制 偏置动量

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基于非线性观测器的一种偏置动量卫星姿态控制方法

11

作者 杨思亮 徐世杰 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第3期12-16,共5页

研究一类交叉转动惯量较大的偏置动量卫星的姿态控制问题。根据卫星质量分布的特点进行适当简化,建立非线性动力学模型,并基于该模型设计一种非线性偏航观测器。利用该观测器的观测信息进行卫星的姿态控制。整个系统采用动量轮和反作用... 研究一类交叉转动惯量较大的偏置动量卫星的姿态控制问题。根据卫星质量分布的特点进行适当简化,建立非线性动力学模型,并基于该模型设计一种非线性偏航观测器。利用该观测器的观测信息进行卫星的姿态控制。整个系统采用动量轮和反作用飞轮作为执行机构,同时卫星三轴均配置磁力矩器为动量轮和反作用飞轮卸载。数值仿真结果表明,在传统的控制方法中,惯量积的存在导致系统控制精度降低和偏航角稳态误差较大,文中提出的控制方案可以很好地完成这类卫星的姿态控制任务。 展开更多

关键词 姿态控制 偏置动量 非线性状态观测器

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基于滚动信息反馈的偏置动量卫星滚动/偏航回路姿态控制器设计 被引量：7

12

作者 李传江 马广富 宋斌 《航天控制》 CSCD 北大核心 2006年第3期29-34,共6页

以偏置动量卫星为背景,针对滚动/偏航回路的姿态控制,采用频率分离法分析设计了基于滚动信息反馈的控制器,并给出控制参数的合理选取范围。卫星俯仰回路采用常用的偏置动量轮控制,其滚动/偏航轴上各安装一个反作用飞轮以完成姿态控制。... 以偏置动量卫星为背景,针对滚动/偏航回路的姿态控制,采用频率分离法分析设计了基于滚动信息反馈的控制器,并给出控制参数的合理选取范围。卫星俯仰回路采用常用的偏置动量轮控制,其滚动/偏航轴上各安装一个反作用飞轮以完成姿态控制。同时,卫星三轴配置磁力矩器以实现动量轮/反作用飞轮的角动量卸载。最后进行了数学仿真,结果表明,卫星滚动/偏航轴的姿态指向控制的精度和稳定度分别达到0.05°和0.001(°)/s,验证了所设计的控制规律的可行性以及控制参数分析的合理性,具有一定的理论意义和工程应用价值。 展开更多

关键词 偏置动量卫星 姿态控制 频率分离法

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偏置动量系统中的挠性天线指向控制研究 被引量：6

13

作者 齐春子 吕振铎 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期21-26,共6页

从工程实践角度，探讨了在目前广泛采用的偏置动量轮三轴姿态稳定卫星上，进行大尺寸（３～５ｍ）和高指向精度（０．０５°）的挠性天性指向控制问题。在建立具有挠性天线的星体动力学模型，以及在借鉴和改进有关抑制挠性天线振动... 从工程实践角度，探讨了在目前广泛采用的偏置动量轮三轴姿态稳定卫星上，进行大尺寸（３～５ｍ）和高指向精度（０．０５°）的挠性天性指向控制问题。在建立具有挠性天线的星体动力学模型，以及在借鉴和改进有关抑制挠性天线振动研究的基础上，设计了三轴稳定卫星平台上的挠性天线指向控制系统的方案。最后，根据数值仿真结果，给出了影响挠性天线指向精度的主要因素。 展开更多

关键词 挠性结构 天线 指向精度 控制 偏置动量系统

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偏置动量卫星耦合通道外干扰力矩补偿方法 被引量：5

14

作者 王曙光 张伟 《上海航天》 北大核心 2007年第3期20-25,共6页

为实现偏置动量卫星滚动-偏航耦合通道外干扰力矩的前馈补偿,根据两通道的姿态动力学模型,从理论上分析了包括常值与周期干扰的外干扰力矩对滚动-偏航姿态的影响。由此导出飞轮前馈补偿项的数学表达式,并论证了引入外力矩对飞轮角动量... 为实现偏置动量卫星滚动-偏航耦合通道外干扰力矩的前馈补偿,根据两通道的姿态动力学模型,从理论上分析了包括常值与周期干扰的外干扰力矩对滚动-偏航姿态的影响。由此导出飞轮前馈补偿项的数学表达式,并论证了引入外力矩对飞轮角动量进行卸载的必要性。仿真结果表明,该法能有效削弱外干扰力矩对星体姿态尤其是偏航姿态的影响,大幅提高星体控制精度。 展开更多

关键词 偏置动量卫星 滚动-偏航通道 姿态动力学 干扰力矩 前馈 外力矩

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偏置动量卫星东西位置保持策略优化方法 被引量：5

15

作者 陈宏 郑军 李于衡 《上海航天》 2011年第3期37-41,63,共6页

针对偏置动量卫星的特点,提出了一种偏置动量卫星东西位置保持策略优化方法。根据单自由度轮控系统的控制方式、角动量管理的控制方法,以及角动量管理对卫星轨道的影响,基于动量轮转速的变化建立了推力器喷气效率、轨道元素变化量计算模... 针对偏置动量卫星的特点,提出了一种偏置动量卫星东西位置保持策略优化方法。根据单自由度轮控系统的控制方式、角动量管理的控制方法,以及角动量管理对卫星轨道的影响,基于动量轮转速的变化建立了推力器喷气效率、轨道元素变化量计算模型,提出了可延长东西位置保持周期的轨道控制优化策略。实际轨控任务应用结果表明方法控制效果良好。 展开更多

关键词 偏置动量卫星 角动量管理 推力器 轨道控制 东西位置保持 优化

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偏置动量卫星偏航姿态估计与控制研究 被引量：4

16

作者 王曙光 张伟 《上海航天》 北大核心 2006年第6期18-21,共4页

为改善偏置动量卫星无偏航姿态敏感器时用滚动角间接控制偏航姿态的精度,基于降维观测器设计提出了一种采用偏航角估计值直接控制偏航姿态方法。在分析收敛性的基础上,给出了降维观测器的设计,以及直接控制法的系统模型。理论分析和仿... 为改善偏置动量卫星无偏航姿态敏感器时用滚动角间接控制偏航姿态的精度,基于降维观测器设计提出了一种采用偏航角估计值直接控制偏航姿态方法。在分析收敛性的基础上,给出了降维观测器的设计,以及直接控制法的系统模型。理论分析和仿真结果表明,该法能大幅提高偏置动量卫星的姿态精度,且易于软件实现,不增加系统硬件配置。 展开更多

关键词 偏置动量卫星 偏航姿态 姿态控制 直接控制 状态估计 降维现测器

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偏置动量卫星阻尼力矩作用下的姿态运动特性分析及控制方法 被引量：1

17

作者 刘善伍 王俊 +2 位作者 容建刚 赵永佳 陈宏宇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期2263-2267,共5页

针对偏置动量卫星阻尼阶段的姿态运动特性进行分析,并基于时域分析方法提出弱偏置角动量的选取方法,改善阻尼过程中滚动-偏航角收敛的动态性能.以实际应用为背景,考虑一箭多星发射模式下,安装约束的限制导致星箭分离后偏置角动量方向严... 针对偏置动量卫星阻尼阶段的姿态运动特性进行分析,并基于时域分析方法提出弱偏置角动量的选取方法,改善阻尼过程中滚动-偏航角收敛的动态性能.以实际应用为背景,考虑一箭多星发射模式下,安装约束的限制导致星箭分离后偏置角动量方向严重偏离轨道面法线方向的情况,提出一种基于弱偏置角动量的姿态控制方法,在无需三轴姿态信息的情况下,可以避免由于偏置角动量的定轴性导致滚动-偏航角收敛时间很长的问题.仿真结果表明,所提出的方法能够有效减少姿态捕获时间,且易于实现,具有较高的工程实用价值. 展开更多

关键词 偏置动量卫星 弱偏置角动量 姿态捕获 动量轮起旋 阻尼力矩

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FY-3(05)星主动对月定标控制技术研究 被引量：3

18

作者 王金华 薄煜明 +1 位作者 高旭东 尹海宁 《上海航天（中英文）》 CSCD 2021年第2期37-44,共8页

月球是低轨气象卫星载荷进行外定标的一个理想目标,不同载荷通过观测月球可以建立统一的参考基准,提高相互之间的数据匹配性。对于低轨卫星,月球一般每月一次进入载荷的视场,但停留时间只有几秒钟。为进一步提高对月定标的观测时长,积... 月球是低轨气象卫星载荷进行外定标的一个理想目标,不同载荷通过观测月球可以建立统一的参考基准,提高相互之间的数据匹配性。对于低轨卫星,月球一般每月一次进入载荷的视场,但停留时间只有几秒钟。为进一步提高对月定标的观测时长,积累更多的观测数据,本文针对低轨偏置动量卫星提出了一种主动对月定标控制方案,通过卫星平台的姿态控制,使月球在载荷视场中停留30 min以上。仿真结果表明:对月定标过程中卫星姿态控制精度满足指标要求,具备工程应用条件。 展开更多

关键词 偏置动量卫星 月球定标 卫星姿态控制 风云三号 低轨卫星

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偏置动量卫星姿态运动特点及其控制 被引量：3

19

作者 刘新彦 严拱添 《控制工程（北京）》 1999年第6期8-15,共8页

本文对偏置动量卫星的运动特点进行了详细的分析,并针对其特点设计了双脉冲喷气控制和卫星稳定运行时段的磁进动和磁章动控制律,对结果进行了分析和仿真。

关键词 偏置动量卫星 章动 进动 双脉冲喷气 姿态控制

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基于纯磁控的皮卫星姿态恢复 被引量：3

20

作者 向甜 王昊 +2 位作者 蒙涛 韩柯 金仲和 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期843-852,共10页

为了提高皮卫星姿态控制系统的可靠性,提出动量轮故障后只采用磁力矩器重新捕获姿态的策略.该策略采用PD控制和LQR控制2种算法实现纯磁控下的皮卫星对地定向:当故障发生时,系统切入纯磁控模式,进行姿态的恢复;同时针对姿控系统只有在磁... 为了提高皮卫星姿态控制系统的可靠性,提出动量轮故障后只采用磁力矩器重新捕获姿态的策略.该策略采用PD控制和LQR控制2种算法实现纯磁控下的皮卫星对地定向:当故障发生时,系统切入纯磁控模式,进行姿态的恢复;同时针对姿控系统只有在磁力矩器的情况下进行多组仿真.结果表明,应用这2套算法,在2种情况下均可以实现一定精度的对地定向,其中采用PD控制率的姿态恢复精度优于0.5°,而LQR控制率的姿态恢复精度在10°左右. 展开更多

关键词 皮卫星 偏置动量轮 纯磁控 姿态恢复

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