基于飞轮的偏置动量卫星周期干扰补偿方法 被引量：7

1

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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基于偏航观测器的偏置动量卫星姿态控制 被引量：4

2

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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偏置动量系统中的挠性天线指向控制研究 被引量：6

3

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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喷气/偏置动量轮联合微小卫星三轴稳定控制 被引量：2

4

作者 刘海颖 王惠南 +1 位作者 陈志明 叶伟松 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期2023-2026,共4页

针对偏置动量轮加喷气的微小卫星姿态控制方案,给出了LQG和Lyapunov控制的两种三轴稳定控制方法。首先以轨道系为参考建立了卫星、偏置动量轮以及喷气系统模型,在此基础上设计了两种喷气/动量轮联合控制律。仿真结果表明两种控制方法,... 针对偏置动量轮加喷气的微小卫星姿态控制方案,给出了LQG和Lyapunov控制的两种三轴稳定控制方法。首先以轨道系为参考建立了卫星、偏置动量轮以及喷气系统模型,在此基础上设计了两种喷气/动量轮联合控制律。仿真结果表明两种控制方法,将动量轮和采用PWM技术的喷气系统进行联合控制,与单独动量轮俯仰控制、喷气进行滚动-偏航控制的传统方法相比较,具有更高的控制精度,并且减少喷气系统的燃料消耗,同时还可以减少动量轮饱和的机会。 展开更多

关键词 微小卫星 姿态稳定 喷气系统 偏置动量轮 LQG控制 Lyapunov控制

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偏置动量轮控卫星姿态控制 被引量：3

5

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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三轴零动量卫星在轨转偏置动量控制的设计与实现 被引量：3

6

作者 袁军 魏懿 +5 位作者 王哲 王淑一 傅秀涛 王新民 王胜刚 周剑敏 《空间控制技术与应用》 2013年第2期1-5,共5页

针对资源一号02B卫星运行中主份陀螺失效的问题,提出了通过在轨注入偏置动量控制程序到控制计算机(AOCC),将三轴零动量控制系统转为偏置动量控制加磁控的方案.给出了整星偏置动量控制器设计,通过在轨飞行数据分析了该方案的实施效果.该... 针对资源一号02B卫星运行中主份陀螺失效的问题,提出了通过在轨注入偏置动量控制程序到控制计算机(AOCC),将三轴零动量控制系统转为偏置动量控制加磁控的方案.给出了整星偏置动量控制器设计,通过在轨飞行数据分析了该方案的实施效果.该卫星转为无陀螺的偏置动量控制的成功经验,为三轴零动量卫星在关键部件(如陀螺、动量轮等)故障时实现高可靠运行提供了一种设计方案. 展开更多

关键词 资源一号卫星 零动量控制 偏置动量控制 姿态和轨道控制计算机

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基于干扰观测器的偏置动量卫星滚转偏航姿态控制及主动振动抑制 被引量：1

7

作者 袁国平 史小平 《现代电子技术》 2013年第3期125-129,共5页

针对偏置动量卫星偏航滚转回路的姿态控制问题,考虑外干扰力矩及转动惯量参数不确定性的影响,采用基于干扰观测器的方法设计了鲁棒控制器。同时,为降低挠性帆板振动对姿态控制系统的影响,使用LQR方法设计了主动振动抑制控制律。通过数... 针对偏置动量卫星偏航滚转回路的姿态控制问题,考虑外干扰力矩及转动惯量参数不确定性的影响,采用基于干扰观测器的方法设计了鲁棒控制器。同时,为降低挠性帆板振动对姿态控制系统的影响,使用LQR方法设计了主动振动抑制控制律。通过数字仿真结果表明,提出的控制器能有效的估计出卫星所受的外干扰并对其进行补偿,可显著的提高姿态控制精度,方法的有效性得到了验证。 展开更多

关键词 偏置动量卫星 姿态控制 振动抑制 干扰观测器

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偏置动量卫星姿态运动特点及其控制 被引量：3

8

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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采用观测器的偏置动量小卫星姿态容错控制 被引量：2

9

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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一种在轨改善偏置动量卫星控制精度的方法 被引量：6

10

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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一种偏置动量卫星的三轴姿态控制方法 被引量：1

11

作者 吴丹 《空间控制技术与应用》 2008年第3期51-54,64,共5页

提出了一种滚动-偏航平面两自由度偏置动量控制方法。在分析某通信卫星平台所受的环境干扰力矩对姿态扰动的基础上,依据Y轴偏置动量大小的影响、构型的角动量包络、动量轮最大角动量变化值和可靠性等参数,与现有的四轮金字塔构型两自由... 提出了一种滚动-偏航平面两自由度偏置动量控制方法。在分析某通信卫星平台所受的环境干扰力矩对姿态扰动的基础上,依据Y轴偏置动量大小的影响、构型的角动量包络、动量轮最大角动量变化值和可靠性等参数,与现有的四轮金字塔构型两自由度偏置动量控制进行了比较,其性能更优越。 展开更多

关键词 偏置动量控制 通信卫星 姿态控制 动量轮构型

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一种非偏置动量单飞轮加磁控制算法 被引量：1

12

作者 王献忠 张肖 《空间控制技术与应用》 2014年第6期48-52,共5页

为了提高飞轮控制可靠性,针对仅一个飞轮的非偏置动量三轴稳定控制问题,提出了飞轮不同安装方式下基于单飞轮和磁力矩器的稳定控制算法.仿真试验结果表明单个飞轮在XZ平面斜装时控制精度在0.3°左右,适合在纳星、皮星等微小卫星上应... 为了提高飞轮控制可靠性,针对仅一个飞轮的非偏置动量三轴稳定控制问题,提出了飞轮不同安装方式下基于单飞轮和磁力矩器的稳定控制算法.仿真试验结果表明单个飞轮在XZ平面斜装时控制精度在0.3°左右,适合在纳星、皮星等微小卫星上应用,飞轮正装时仍可粗精度对地定向,适合多个飞轮故障情况下应用. 展开更多

关键词 姿态控制 非偏置动量 飞轮 磁力矩器

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现代卫星姿态控制系统设计：一类偏置动量轮的姿态控制

13

作者 孙全性 《控制工程（北京）》 1990年第4期1-12,共12页

关键词 卫星 姿态控制系统 偏置动量轮

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基于偏置角动量的欠驱动航天器姿态保持控制 被引量：2

14

作者 郭朝礼 王淑一 张笃周 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期49-55,共7页

对有扰情况下欠驱动航天器三轴姿态保持控制问题进行了研究,提出一种基于俯仰偏置动量轮和滚动轴推力器的姿态保持控制方法。该方法基于偏置动量航天器滚动-俯仰轴耦合的原理实现,避免了欠驱动零动量航天器平衡点附近欠驱动轴耦合弱的问... 对有扰情况下欠驱动航天器三轴姿态保持控制问题进行了研究,提出一种基于俯仰偏置动量轮和滚动轴推力器的姿态保持控制方法。该方法基于偏置动量航天器滚动-俯仰轴耦合的原理实现,避免了欠驱动零动量航天器平衡点附近欠驱动轴耦合弱的问题;将航天器的姿态运动分为长周期运动和短周期运动,用极点配置方法进行控制律设计,给出保证系统稳定的参数选取范围,求出了系统稳态误差。最后,通过数值仿真验证了所设计的控制器不但能快速消除初始姿态偏差,而且能抵抗外干扰将航天器姿态保持在平衡点附近。 展开更多

关键词 偏置动量轮 推力器 欠驱动 姿态保持控制 航天器

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航天器姿态控制采用的动量偏置系统

15

作者 J.Rodden L.McGovern +2 位作者 J.Highham X.Price 殷书平 《控制工程（北京）》 2003年第2期59-65,共7页

自从上世纪50年代末,空军的Agena卫星采用重力梯度稳定方法以来,动量偏置系统对于航天器的姿态控制与稳定一直占据突出的地位。从那时以来,此类系统已经历了许多发展和改进,而且对于当前的地球同步轨道通信卫星来说,仍是占据主导地位的... 自从上世纪50年代末,空军的Agena卫星采用重力梯度稳定方法以来,动量偏置系统对于航天器的姿态控制与稳定一直占据突出的地位。从那时以来,此类系统已经历了许多发展和改进,而且对于当前的地球同步轨道通信卫星来说,仍是占据主导地位的稳定方法。本文跟踪了Space/Systems Loral公司建造的航天器上所采用的动量偏置系统的一个特别的发展过程,重点讨论三类滚动/偏航控制系统。第一类是在具有动量偏置的早期卫星上使用的WHECON系统,第二类是在80年代中至90年代初的卫星主要采用了Terasaki控制系统,第三类是高斯线性二次型最优(LQG)动量偏置控制系统,该类系统90年代初引入,并在当前飞行的许多卫星上所采用。 展开更多

关键词 航天器 姿态控制 动量偏置系统 自旋稳定系统

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基于主动磁控制的微小卫星姿态控制 被引量：12

16

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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基于纯磁控的皮卫星姿态恢复 被引量：4

17

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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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

18

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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平均地磁控制器的研究

19

作者 黄琳 荆武兴 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期24-27,共4页

针对小卫星单独利用三轴磁力矩器控制姿态可能出现失控的情况,研究了偏置动量轮与三轴磁力矩器组合控制的方案.其中,动量轮提供常值的俯仰轴偏置动量,并与依据轨道平均法设计产生的磁控力矩一起完成三轴对地定向的任务.通过在高、中、... 针对小卫星单独利用三轴磁力矩器控制姿态可能出现失控的情况,研究了偏置动量轮与三轴磁力矩器组合控制的方案.其中,动量轮提供常值的俯仰轴偏置动量,并与依据轨道平均法设计产生的磁控力矩一起完成三轴对地定向的任务.通过在高、中、低倾角轨道上的大量仿真,表明这一方案在各种轨道上都能取得较好的控制效果,即便在几种磁力矩器故障情况下也能很好地稳定住卫星姿态. 展开更多

关键词 偏置动量轮 三轴磁力矩器 轨道平均 小卫星

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基于周期变化惯量积的主动章动控制方法研究

20

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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