摘要：研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)进行卫星姿态侧摆机动控制。研究频繁机动情况下由五棱锥构形和金字塔构形陀螺群进行侧摆机动控制的可行性 ,并探讨陀螺群构形奇异的避免问题。针对不同的陀螺群构形设计了不同的控制律 ,并比较两种构形的控制特性的异同。仿真结果验证了使用SGCMGs实现侧摆机动控制的有效性。

摘要：针对挠性航天器系统中同时存在单框架控制力矩陀螺群(Single gimbaled control moment gyroscopes,SGCMGs)摩擦非线性、电磁干扰力矩、惯量摄动以及外部干扰等问题,提出了一种有限时间自适应鲁棒控制(Finite-time adaptive robust control,FTARC)方法.针对系统中存在未知参数的情况,分别设计自适应更新律,使得控制器的设计不依赖参数信息,同时减小外部干扰对系统的不利影响.应用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统姿态角误差和姿态角速度误差可在有限时间内收敛到原点附近的邻域内.仿真结果表明,所提控制律可实现挠性航天器姿态快速机动,并获得甚高指向精度.

摘要：针对五棱锥单框架控制力矩陀螺群(Single gimbaled control moment gyroscopes,SGCMGs)中存在的奇异问题,建立五棱锥构型SGCMGs系统动力学模型,基于双曲正弦函数和分段函数设计鲁棒系数,改进鲁棒伪逆操纵律,使SGCMGs系统在处于奇异状态时,保证框架角速度不为零,从而逃离奇异;在接近奇异状态时迅速避开奇异,在远离奇异状态时更精确地输出期望力矩。通过SGCMGs不同类型力矩输出和挠性航天器大角度姿态机动控制的仿真结果表明,所提SGCMGs操纵律既能够较好地规避奇异状态,又能在远离奇异时精确地输出期望力矩。