基于时频域分析的轮控航天器姿态控制规律参数整定

作     者：李传江 郭延宁 张永合 马广富 LI Chuan-jiang;GUO Yan-ning;ZHANG Yong-he;MA Guang-fu

作者机构：哈尔滨工业大学控制科学与工程系哈尔滨150001 上海微系统与信息技术研究所上海200050 

基　　金：国家自然科学基金(60774062) 哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划资助(HITQNJS.2008.006) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(HIT.KLOF.2010016) 哈尔滨市科技创新人才研究专项资金(2010RFQXG029) 

出 版 物：《宇航学报》 (Journal of Astronautics)

年 卷 期：2011年第32卷第11期

页      码：2319-2325页

摘      要：研究了轮控航天器姿态控制规律的设计与参数整定问题。采用xyz转序欧拉角描述航天器姿态,建立了航天器动力学及运动学方程,并设计了非线性解耦控制律,使得各回路可独立设计PID控制器。以滚动回路为例,分析了PD控制参数与系统带宽、截止频率、相位裕度等多项频域指标的关系,从而设计有效的稳态控制器以应对挠性结构振动和系统时延等;接着根据姿态控制特性给出了积分参数选取及积分饱和处理策略;同时为快速完成姿态机动,结合时间最优控制特性分析了控制参数与机动角度的关系;此外,执行机构效率和系统干扰力矩等因素也被用于控制参数域的整定。最后利用整定策略设计了某型卫星的姿态控制器,并通过频域分析和数学仿真检验了该方法的有效性和实用性。

主 题 词：姿态控制 姿态机动 PID控制 参数整定 轮控航天器 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3873/j.issn.1000-1328.2011.11.003

馆 藏 号：203103262...