摘要：三轴主惯量接近的航天器长期在轨采用惯性系的角动量管理,使用垂直于轨道面的某一主惯性轴为Y轴,建立参考的惯性系进行控制器设计,轨道摄动使轨道长周期项与时间呈近似线性关系,导致控制器输出线性累加.针对此问题,分析轨道摄动导致控制律失效的原因,参考内模原理扩维方程,重新设计最优控制方法进行惯性系的角动量管理.通过半物理仿真表明了摄动补偿方法的可行性,且角动量和姿态长期稳定性均优于补偿前.

摘要：采用无位置传感器控制的单框架控制力矩陀螺(SGCMG)高速转子系统可以降低整机复杂度,提高整机可靠性。文章设计了适用于半桥驱动无刷直流电机的反电势位置检测方法和干扰去除方法,无需滤波电路,位置检测精度高。在开环起动阶段,提出了适用于大惯量比负载的"预定位—恒流升频起动—转速估计起动—切换"的四段式起动方法,提高了起动过程的可靠性。通过仿真和试验验证了方法的有效性,实现了SGCMG无位置传感器高速转子系统的高可靠起动和高精度控制。

摘要：针对环境温度变化会影响加速度计输出从而导致测量精度变差的问题,研究了石英挠性加速度计组合温度控制系统的对象建模问题。工作过程中加速度计内部与外界存在温度梯度,实时地进行着热量交换,需要为加速度计组合设计精密的温度控制系统,确保加速度计工作在恒定的工作点从而提高导航精度。为了进行合理的温度控制系统回路设计,设计了多工作点加速度计升温实验,采用增广最小二乘法和近似支持向量回归对被控对象模型进行了辨识,辨识结果表明了方法的有效性。

摘要：在轨航天器姿态敏感器数据发生跳变是由于故障原因还是受太阳干扰影响,通常需要在收到遥测数据后方能确定,存在不直观、不及时等问题。为此,提出了一种简单直观的航天器姿态敏感器受太阳干扰范围的计算方法,该方法仅依赖于太阳高度角和方位角两个变量,由于这两个变量仅与航天器轨道和太阳方位有关,具有特定的变化规律,因此可对姿态敏感器受太阳干扰的范围进行预先估算。该方法可为在轨航天器姿态敏感器数据变化和故障分析提供手段,也可为航天器姿态控制系统的设计、姿态敏感器的配置与安装提供帮助。对于某些敏感器来说,还可以进一步验证其在轨对阳光的抑制能力。仿真验证了该方法的正确性。

摘要：太阳敏感器是卫星姿态控制系统中常用的一种光电敏感器。当卫星控制系统转入应急模式时,太阳敏感器的宽视场快速捕获太阳尤为重要。本文设计了一种梯形狭缝式太阳敏感器,该敏感器具有大的检测视场(157°)且可满足大太阳角(最大175°)下的应用,而采用梯形狭缝设计可大幅度减小太阳角大范围变化对太阳脉冲宽度的影响,从而便于后续处理电路的设计。实际的在轨飞行试验中验证了这种太阳敏感器的实用性。

摘要：针对高精度微推力器用压电驱动机构的高精度装配需求,提出了基于间隙测量和反馈调节的压电驱动机构装配方法。采用统计平方公差法分析零件公差控制要求;在温度控制下测试压电驱动机构间隙和位移;采用反馈调节装配策略,保证装配精度达到设计要求。该装配方法能够实现很高装配精度,为精密机构装配提供了一种解决思路。

摘要：为了满足低轨道航天器姿态轨道控制系统对小型化地球敏感器的需求,对广角长波红外地球敏感器光学系统设计及成像畸变校正技术进行了研究。广角长波红外光学系统采用反远距结构形式,由三片锗透镜实现140°的视场角,光学系统工作波段为14μm^16.25μm,F数为0.8。广角长波红外光学系统体积小、结构简单,并且成像质量良好,实现了红外地球敏感器光学系统的小型化高精度设计。采用分视场区间分别建立畸变校正公式的方法来实现光学系统成像畸变校正,校正精度优于像元尺寸的1/5,可满足敏感器产品姿态测量的需求。

摘要：针对火星及其他星球探测复杂通过性任务使导航控制系统设计面临的困境,提出星球车导航与动力学联合仿真平台的总体设计思路。基于修正的Bekker理论模型,以***软件为基础,通过子程序二次开发,建立含松软土壤环境下轮壤接触星球车动力学模型;采用C++建立交互式并行仿真系统,协同调用动力学模型与导航控制模型并行解算形成联合仿真的闭环系统,实现导航控制系统与动力学模型的无缝链接和并行高效解算。选取合适土壤特性参数,给定导航指令,对星球车特殊工况,如车体抬升、抬轮、蠕动进行仿真,结果表明,平台能够真实实现星球车导航与动力学的联合仿真,为星球车导航控制系统的设计奠定基础。

摘要：提出了一种航天器椭圆轨道自主交会鲁棒控制律的设计方法。用LAWDEN方程描述椭圆轨道交会的动力学,并将方程中的时变参数单独归类建立空间交会的线性不确定性模型。然后基于线性矩阵不等式(LMI),在考虑外部扰动的情况下,采用H∞理论设计自主交会的鲁棒控制律。为了提高系统的瞬态性能,在LMI的基础上完成了控制器的二次D稳定性分析。本文设计的控制器采用线性定常增益,易于工程实现。仿真结果说明所设计的控制律能够实现椭圆轨道下航天器的自主交会。

摘要：提出了一种基于分区控制策略的四元数姿态控制律.其基本思想是基于姿态四元数误差分区设计目标角速度,由此将问题降阶为一个角速度跟踪问题;基于不同的角速度跟踪误差,设计了切换类型的抗干扰姿态控制律.该控制策略可以使得姿态快速收敛,并且在合适的参数选择条件之下还能同时满足控制力矩的饱和约束.通过综合相平面和Lyapunov函数的分析方法严格证明了闭环系统全局收敛的性质.最后,通过数值仿真验证了本文提出的控制方案的有效性.