扫描镜运动对三轴稳定卫星姿态影响研究 被引量：16

1

作者 于哲峰 杨智春 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期87-90,共4页

推导了带扫描镜运动的星体姿态动力学方程 ,以此方程对扫描过程进行了仿真计算 ,分析了扫描镜做扫描运动时星体姿态运动的一般规律及星体与扫描镜之间惯量比对星体姿态的影响。结果表明 ,扫描镜的步进运动将引起星体滚动姿态的单调变化 ... 推导了带扫描镜运动的星体姿态动力学方程 ,以此方程对扫描过程进行了仿真计算 ,分析了扫描镜做扫描运动时星体姿态运动的一般规律及星体与扫描镜之间惯量比对星体姿态的影响。结果表明 ,扫描镜的步进运动将引起星体滚动姿态的单调变化 ,而周期性的扫描运动将引起星体偏航和俯仰姿态的周期性运动。改变扫描镜绕步进轴的转动惯量主要影响星体滚动姿态 ,而改变扫描镜绕扫描轴的转动惯量 ,主要对星体俯仰。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 姿态 扫描镜 星体姿态动力学方程 仿真计算

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基于模态性能指标的三轴稳定姿态控制

2

作者 刘宜成 张涛 +1 位作者 宋靖雁 刘斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1284-1289,共6页

主要研究非线性三轴稳定姿态控制器的设计,首先由航天器姿态运动的运动学方程和动力学方程建立其微分方程模型,以一组姿态误差微分方程表示的模态性能指标作为系统综合的目标,求解出一个包含干扰项的控制器。通过设计干扰观测器,得到一... 主要研究非线性三轴稳定姿态控制器的设计,首先由航天器姿态运动的运动学方程和动力学方程建立其微分方程模型,以一组姿态误差微分方程表示的模态性能指标作为系统综合的目标,求解出一个包含干扰项的控制器。通过设计干扰观测器,得到一个非线性PID控制器。理论分析和仿真实验表明,各通道的跟踪性能和抗扰性能可以分别进行调节,而且被调参数意义直观,参数调节容易,适于工程应用。 展开更多

关键词 非线性 三轴稳定 姿态控制 模态性能指标 干扰观测器

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三轴稳定卫星姿态控制周期的仿真研究 被引量：2

3

作者 见永刚 王治强 张斌 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2008年第3期716-718,共3页

针对三轴稳定卫星的姿态控制系统,在离散事件仿真器OMNeT++的基础上,建立了以陀螺、星敏感器为敏感器,以反作用飞轮为执行机构的三轴稳定卫星的闭环控制系统。对于卫星姿态控制系统中控制周期的选取作了初步的分析,最后采用双矢量定姿... 针对三轴稳定卫星的姿态控制系统,在离散事件仿真器OMNeT++的基础上,建立了以陀螺、星敏感器为敏感器,以反作用飞轮为执行机构的三轴稳定卫星的闭环控制系统。对于卫星姿态控制系统中控制周期的选取作了初步的分析,最后采用双矢量定姿算法和PID控制算法,设定多种控制周期,对该卫星在对地定向模式下的控制精度进行了仿真,仿真结果清楚的显示了控制周期对姿态控制精度的影响。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 姿态控制 控制周期 离散事件 仿真

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三轴稳定静止气象卫星图像导航中的姿态确定

4

作者 吴亚光 王志刚 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S4期713-716,共4页

为了满足三轴稳定静止气象卫星图像导航中姿态确定的高精度要求,提出了陀螺仪和星敏感器的组合定姿方案,并且设计了联合采用预测滤波和推广卡尔曼滤波的实时姿态估计算法。基于Matlab建立了姿态确定的时域模型。通过数字仿真验证了该算... 为了满足三轴稳定静止气象卫星图像导航中姿态确定的高精度要求,提出了陀螺仪和星敏感器的组合定姿方案,并且设计了联合采用预测滤波和推广卡尔曼滤波的实时姿态估计算法。基于Matlab建立了姿态确定的时域模型。通过数字仿真验证了该算法具有高精度、收敛迅速和强鲁棒性。 展开更多

关键词 三轴稳定静止气象卫星 图像导航 姿态确定 预测滤波 推广卡尔曼滤波

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视轴偏心三轴跟踪机架指向精度分析 被引量：4

5

作者 徐征峰 陈洪斌 +1 位作者 刘顺发 曹雷 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期12-16,共5页

本文分析了实现大范围空间光电跟踪的视轴偏心三轴跟踪机架的轴系误差。在刚体动力学的基础上,利用姿态变换的方法对视轴偏心的这种新型跟踪机架进行分析,推导出了机架指向精度的具体算法,探索了计算视轴偏心的三轴跟踪机架误差及误差... 本文分析了实现大范围空间光电跟踪的视轴偏心三轴跟踪机架的轴系误差。在刚体动力学的基础上,利用姿态变换的方法对视轴偏心的这种新型跟踪机架进行分析,推导出了机架指向精度的具体算法,探索了计算视轴偏心的三轴跟踪机架误差及误差分配的新方法,并针对一跟踪架的具体误差进行了指向精度计算。其中,垂直度误差对指向精度影响最大。 展开更多

关键词 视轴偏心 三轴跟踪架 姿态变换 轴系误差 指向精度

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三轴稳定通信卫星地球指向情况下的陀螺标定

6

作者 孙宝祥 李铁寿 《控制工程（北京）》 1994年第3期23-26,53,共5页

本文介绍了三轴稳定通信卫星地球指向情况下的陀螺标定方法和计算公式。转移轨道远地点点火后及同步轨道在三轴稳定地球指向情况下的陀螺标定是利用地球敏感器、太阳敏感器和速率积分陀螺信号的遥测值标定陀螺常值漂移。

关键词 三轴稳定 通信卫星 地球指向 陀螺标定

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三轴稳定航天器多领域统一建模与仿真平台 被引量：2

7

作者 徐文福 梁斌 李成 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期74-80,共7页

为反映航天器系统涉及的多学科交互作用下的控制特性,开发了包含机械、电气、控制、软件等的多领域统一建模与仿真平台.该平台包含姿控软件、飞轮系统(电机及其驱动器、轴承摩擦、飞轮机构等)、磁力矩器、姿态敏感器、姿态动力学、轨道... 为反映航天器系统涉及的多学科交互作用下的控制特性,开发了包含机械、电气、控制、软件等的多领域统一建模与仿真平台.该平台包含姿控软件、飞轮系统(电机及其驱动器、轴承摩擦、飞轮机构等)、磁力矩器、姿态敏感器、姿态动力学、轨道动力学、环境力矩等不同领域的模块,各模块由Modelica语言实现,有机集成一体.对两种典型的姿态控制模式——姿态建立及姿态机动的仿真表明,利用该仿真平台不但可分析整个系统的闭环控制性能,还可评估各领域部件对整体性能的影响.在航天器研制的各个阶段(方案、子系统、系统等)充分使用该平台,可实现多学科设计优化的目标. 展开更多

关键词 航天器 多领域建模 仿真 三轴稳定 姿态控制

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气动力矩和重力梯度矩实现微小卫星三轴姿态控制 被引量：5

8

作者 李太玉 张育林 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期64-70,共7页

提出运用低轨道两个主要环境力矩 (重力梯度矩和气动力矩 )实现微小卫星三轴姿态被动控制方案。重力梯度矩提供俯仰和滚转恢复力矩 ,气动力矩提供偏航和俯仰恢复力矩 ;通过姿态稳定性分析和姿控过程动态仿真 ,结果表明此卫星具有结构简... 提出运用低轨道两个主要环境力矩 (重力梯度矩和气动力矩 )实现微小卫星三轴姿态被动控制方案。重力梯度矩提供俯仰和滚转恢复力矩 ,气动力矩提供偏航和俯仰恢复力矩 ;通过姿态稳定性分析和姿控过程动态仿真 ,结果表明此卫星具有结构简单、姿态稳定精度高的优点。 展开更多

关键词 姿态控制 三轴稳定 重力梯度矩 气动力矩 微小卫星

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车载平板动卫通三轴稳定机理研究 被引量：2

9

作者 许华春 郝路瑶 金伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期1101-1105,共5页

针对车载平板动卫通系统中稳定隔离载体姿态变化问题,通过对三轴稳定机理的分析研究,提出了"方位、俯仰机械补偿,极化电子补偿"的三轴稳定结构,仿真结果表明"方位、俯仰陀螺安装在天线俯仰转台,极化陀螺安装在天线方位... 针对车载平板动卫通系统中稳定隔离载体姿态变化问题,通过对三轴稳定机理的分析研究,提出了"方位、俯仰机械补偿,极化电子补偿"的三轴稳定结构,仿真结果表明"方位、俯仰陀螺安装在天线俯仰转台,极化陀螺安装在天线方位转盘或俯仰转台"两种自稳定结构能提供良好的陀螺工作环境并具有较为简洁的隔离载体姿态变化补偿表达式,具有一定的工程理论指导意义。 展开更多

关键词 动卫通 三轴稳定 自稳定 电子变极化 姿态补偿 极化补偿

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舰载雷达三轴转台稳定方程推导 被引量：2

10

作者 雷杰 严康 郭锐 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2017年第7期66-69,共4页

分析了大地直角坐标系和舰船直角坐标系的关系,在舰船直角坐标系中对舰载雷达三轴转台系统的姿态角进行了定义,用空间解析几何法推导出已知舰船平台罗经信号、天线姿态角时三轴转台系统的稳定方程,为舰载雷达三轴转台系统的伺服控制提... 分析了大地直角坐标系和舰船直角坐标系的关系,在舰船直角坐标系中对舰载雷达三轴转台系统的姿态角进行了定义,用空间解析几何法推导出已知舰船平台罗经信号、天线姿态角时三轴转台系统的稳定方程,为舰载雷达三轴转台系统的伺服控制提供理论依据。 展开更多

关键词 三轴转台系统 空间解析几何法 姿态角 稳定方程

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圆饼卫星三轴姿态控制

11

作者 李太玉 张育林 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2002年第11期37-38,122,共3页

利用卫星低轨道两个主要环境力矩 (重力梯度矩和地磁力矩 )对卫星三轴姿态进行控制。卫星的形状为圆饼状 ,用以获得所需的重力梯度矩。卫星上的永久磁棒获取所需的地磁力矩。为了提高卫星的姿态精度 ,沿永久磁铁方向安装一反作用飞轮。... 利用卫星低轨道两个主要环境力矩 (重力梯度矩和地磁力矩 )对卫星三轴姿态进行控制。卫星的形状为圆饼状 ,用以获得所需的重力梯度矩。卫星上的永久磁棒获取所需的地磁力矩。为了提高卫星的姿态精度 ,沿永久磁铁方向安装一反作用飞轮。对卫星在圆轨道的姿态进行了分析 ,并给出仿真结果。从分析和仿真结果可以看出 ,此卫星具有结构简单、姿态稳定、精度高等优点。 展开更多

关键词 圆饼卫星 姿态控制 三轴稳定 地磁力矩 重力梯度矩

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多用途重力梯度和磁控三轴稳定小型卫星公用平台

12

作者 林来兴 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期39-43,共5页

首先介绍重力梯度稳定小型卫星的突出特点：结构简单，可靠性高，成本低，研制周期短，质量轻；其次论述重力梯度小型卫星平台可能达到的技术性能指标；最后探讨了四种三轴姿态稳定小型卫星公用平台。

关键词 小卫星 重力梯度稳定 平台 三轴姿态稳定

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微小卫星三轴稳定磁控算法工程应用 被引量：4

13

作者 袁勤 寇义民 +1 位作者 季艳波 李春 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期28-33,共6页

为降低微小卫星的成本和提高卫星可靠性,研究采用磁力矩器作为唯一执行机构对卫星进行三轴姿态稳定的问题。利用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)最优控制理论分别设计无限时间状态调节器和定常增益状态调节器,实现纯... 为降低微小卫星的成本和提高卫星可靠性,研究采用磁力矩器作为唯一执行机构对卫星进行三轴姿态稳定的问题。利用线性二次型调节器(Linear Quadratic Regulator,LQR)最优控制理论分别设计无限时间状态调节器和定常增益状态调节器,实现纯磁控下的微小卫星对地三轴稳定控制。同时结合卫星实际工程应用,以在轨飞行的"开拓一号"卫星为研究对象,分析卫星惯量积、轨道倾角、剩磁干扰、气动干扰等因素对控制精度的影响。仿真结果表明LQR控制器具有稳定性和实用性,在小干扰情况下,控制精度较高。 展开更多

关键词 微小卫星 三轴姿态稳定 磁控 最优控制 控制精度

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机载LiDAR姿态角稳定装置的神经网络逆系统解耦控制研究

14

作者 李旭辉 李旭东 +3 位作者 王建军 程霄霄 聂栋栋 王光彬 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期104-109,116,共7页

机载激光雷达(LiDAR)工作过程中,机载平台姿态角波动会造成激光扫描点云的密度分布不均匀,导致后续数字表面模型重建时精度降低,因此设计了一种推转式姿态角稳定装置,可实现机载平台姿态角波动的实时补偿。设计的姿态角稳定装置具有非... 机载激光雷达(LiDAR)工作过程中,机载平台姿态角波动会造成激光扫描点云的密度分布不均匀,导致后续数字表面模型重建时精度降低,因此设计了一种推转式姿态角稳定装置,可实现机载平台姿态角波动的实时补偿。设计的姿态角稳定装置具有非线性和强耦合的运动控制特点,为消除其运动耦合关系、提高运动控制精度,基于神经网络逆系统解耦控制策略对姿态角稳定装置进行解耦处理,取得了满意的控制效果。首先,建立了姿态角稳定装置动力学系统的多变量神经网络逆系统模型;其次,采用PID闭环反馈控制器与神经网络逆系统前馈补偿器组合的前馈-反馈复合控制器,实现控制系统的实时解耦,改善动态控制性能;最后,进行了实验验证。结果表明,设计的神经网络逆系统解耦控制方法可有效提高姿态角稳定装置控制精度,并对误差干扰具有优良鲁棒性。 展开更多

关键词 机载激光雷达 姿态角稳定装置 三轴转台 解耦控制 神经网络逆系统

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ASO-S卫星基于太阳导行镜的高精度高稳定度姿态控制系统 被引量：6

15

作者 陈炳龙 方禹鑫 +1 位作者 邓雷 杨文哲 《天文学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期4-13,共10页

先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)卫星姿控分系统的主要任务是实现高精度、高稳定度对日指向控制.ASO-S卫星的科学载荷中,白光望远镜(White-light Solar Telescope,WST)前端配置了太阳导行镜(Guide Te... 先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)卫星姿控分系统的主要任务是实现高精度、高稳定度对日指向控制.ASO-S卫星的科学载荷中,白光望远镜(White-light Solar Telescope,WST)前端配置了太阳导行镜(Guide Telescope,GT)稳像系统,利用正交分布光电二极管组成的边缘探测器测量导行镜光轴与太阳中心的偏差角.提出了一种将GT测量值引入姿态控制闭环的控制方法:利用星敏陀螺定姿算法获得卫星-太阳方向姿态偏差,GT测量值确定非卫星-太阳方向姿态偏差;以4斜装反作用轮组为执行机构,进行三轴零动量稳定姿态控制.通过数学仿真验证,基于GT测量值的姿态控制器在非卫星-太阳方向的绝对指向精度优于2′′、相对姿态稳定度优于1′′/60 s,满足ASO-S卫星高精度高稳定度的对日指向要求. 展开更多

关键词 高精度高稳定度:对日指向 太阳导行镜:闭环控制 零动量:三轴稳定控制 星敏陀螺:姿态确定

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对地指向偏差为约束的卫星平稳对日定向方法 被引量：2

16

作者 季浩然 黄頔 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期351-358,共8页

传统以对地指向偏差为约束的对日定向方法在星-日、星-地连线的夹角达到极值后,卫星期望姿态会发生大幅度快速翻转,导致较大的峰值功耗和寿命损伤。针对该现象,提出了一种可使期望姿态平稳变化的以对地指向偏差为约束的对日定向方法,将... 传统以对地指向偏差为约束的对日定向方法在星-日、星-地连线的夹角达到极值后,卫星期望姿态会发生大幅度快速翻转,导致较大的峰值功耗和寿命损伤。针对该现象,提出了一种可使期望姿态平稳变化的以对地指向偏差为约束的对日定向方法,将卫星的期望姿态设置为绕一基准姿态周期性地旋转。在不显著牺牲对日定向效能的同时,既确保卫星期望对地轴与对地方向的夹角小于约束角,又使得卫星姿态总体平稳变化。数值仿真表明:所提出的平稳对日定向方法能够大幅降低卫星期望角速度的峰值,同时能够满足对日指向和对地指向的需求。 展开更多

关键词 对日定向 对地指向偏差 期望姿态建立 欧拉轴 平稳对日定向方法

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基于改进陀螺漂移模型的卫星姿态确定算法 被引量：8

17

作者 钱山 李鹏奎 +1 位作者 张士峰 蔡洪 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期585-590,共6页

三轴稳定卫星的有陀螺姿态确定系统需要对陀螺漂移误差进行建模。针对目前采用的白噪声驱动陀螺漂移模型会引起陀螺漂移估计误差曲线不光滑,进而导致姿态角估计误差和姿态角速度估计误差曲线不光滑的问题,提出两种改进的陀螺漂移误差模... 三轴稳定卫星的有陀螺姿态确定系统需要对陀螺漂移误差进行建模。针对目前采用的白噪声驱动陀螺漂移模型会引起陀螺漂移估计误差曲线不光滑,进而导致姿态角估计误差和姿态角速度估计误差曲线不光滑的问题,提出两种改进的陀螺漂移误差模型,并从理论上分析了该方法的正确性和实用性。仿真实验表明,改进后的陀螺漂移模型可以有效降低漂移估计误差的稳态误差,提高姿态角和姿态角速度的估计精度。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 姿态确定 陀螺漂移 扩展卡尔曼滤波

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基于模型误差确定卫星姿态的预测滤波算法 被引量：12

18

作者 林玉荣 邓正隆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期78-83,88,共7页

本文给出了一种高精度、鲁棒性强的实时姿态估计算法 ,即预测滤波算法。该算法利用星敏感器所提供的观测矢量 ,对运动学方程中由陀螺漂移造成的角速度模型误差进行一步预测 ,从而准确地估计卫星的运动姿态和角速度。预测滤波算法的良好... 本文给出了一种高精度、鲁棒性强的实时姿态估计算法 ,即预测滤波算法。该算法利用星敏感器所提供的观测矢量 ,对运动学方程中由陀螺漂移造成的角速度模型误差进行一步预测 ,从而准确地估计卫星的运动姿态和角速度。预测滤波算法的良好性能已通过仿真测试得到了验证。文中进一步提出的修正算法 ,使滤波器的预测性能得到了改进。 展开更多

关键词 预测滤液 姿态确定 观测矢量 四元数正交化 三轴稳定卫星 姿态控制

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零动量轮卫星姿态控制系统研究 被引量：3

19

作者 李鹏奎 钱山 +1 位作者 郭才发 蔡洪 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期25-32,共8页

针对零动量轮卫星控制系统解耦和进动抑制问题,提出了一种新的进动抑制方案。分析了仅靠飞轮控制的零动量轮卫星系统的稳定性。将偏置动量轮卫星的进动和章动抑制原理引入零动量控制系统,并针对零动量轮卫星自身特性,对磁控制规律进行改... 针对零动量轮卫星控制系统解耦和进动抑制问题,提出了一种新的进动抑制方案。分析了仅靠飞轮控制的零动量轮卫星系统的稳定性。将偏置动量轮卫星的进动和章动抑制原理引入零动量控制系统,并针对零动量轮卫星自身特性,对磁控制规律进行改进,解决了不解耦情况下零动量轮卫星的进动抑制问题。仿真结果验证了所提方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 消除进动 飞轮解耦 姿态控制 零动量轮 三轴稳定卫星

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星敏数据转换为参考系欧拉角姿态的方法 被引量：5

20

作者 淡鹏 王丹 郭延臣 《电讯技术》 北大核心 2016年第12期1340-1345,共6页

针对三轴稳定卫星星敏感器姿态测量数据转换参考系欧拉角姿态计算的相关问题,首先,系统地总结了转换计算的方法,给出了星敏数据计算姿态矩阵及姿态矩阵解算欧拉角的方法;然后,对工程上常用的312及321转序,从编程角度提出了一种全角度欧... 针对三轴稳定卫星星敏感器姿态测量数据转换参考系欧拉角姿态计算的相关问题,首先,系统地总结了转换计算的方法,给出了星敏数据计算姿态矩阵及姿态矩阵解算欧拉角的方法;然后,对工程上常用的312及321转序,从编程角度提出了一种全角度欧拉角解算及值选择方法;最后,分析了采用所提方法转换计算中的常见误差因素及注意事项,并基于分析结果给出了同步星的转序选取建议。研究结果表明所提方法是有效的,对卫星姿态确定和误差分析有一定的参考意义。 展开更多

关键词 三轴稳定卫星 卫星姿态控制 星敏感器 欧拉角解算

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