敏捷卫星姿态机动的非线性模型预测控制

作     者：范国伟 常琳 戴路 徐开 杨秀彬 FAN Guo-wei;CHANG Lin;DAI Lu;XU Kai;YANG Xiu-bin

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所小卫星技术国家地方联合工程研究中心吉林长春130033 

基　　金：吉林省青年基金资助项目(No.201201010) 军口863项目(No.2014AA7044030) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2015年第23卷第8期

页      码：2318-2327页

摘      要：针对以金字塔构型控制力矩陀螺(CMG)为执行机构的敏捷小卫星开展了先进机动控制算法的研究。在考虑控制力矩陀螺力矩约束及增量约束情况下,设计了基于非线性模型预测控制(NMPC)方法的卫星姿态快速机动控制律及操纵律。通过多种仿真分析了控制器设计参数变化对卫星姿态机动的影响,并与终端滑模控制方法进行了比较。实验结果表明,增大跟踪性能加权矩阵或延长预测时域均可以提高卫星姿态机动速度,缩短卫星姿态机动时间。设计的控制方法能够使卫星姿态在18s内实现40°的大角度快速机动,姿态指向精度和稳定度分别为0.01°和0.04(°)/s,与终端滑模控制方法相比,机动速度及稳态性均得到提高。本文方法为敏捷小卫星的在轨应用方式提供了理论支撑。

主 题 词：敏捷卫星 姿态机动 控制力矩陀螺(CMG) 非线性模型预测控制(NMPC) 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/ope.20152308.2318

馆 藏 号：203736112...