光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
Optics and Precision Engineering
2015年
8期
2318-2327
,共10页
范国伟%常琳%戴路%徐开%杨秀彬
範國偉%常琳%戴路%徐開%楊秀彬
범국위%상림%대로%서개%양수빈
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)
敏捷衛星%姿態機動%控製力矩陀螺(CMG)%非線性模型預測控製(NMPC)
민첩위성%자태궤동%공제력구타라(CMG)%비선성모형예측공제(NMPC)
agile satellite%attitude maneuver%Control Moment Gyro(CMG)%Nonlinear Model Predictive Control(NMPC)
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18 s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.
針對以金字塔構型控製力矩陀螺(CMG)為執行機構的敏捷小衛星開展瞭先進機動控製算法的研究.在攷慮控製力矩陀螺力矩約束及增量約束情況下,設計瞭基于非線性模型預測控製(NMPC)方法的衛星姿態快速機動控製律及操縱律.通過多種倣真分析瞭控製器設計參數變化對衛星姿態機動的影響,併與終耑滑模控製方法進行瞭比較.實驗結果錶明,增大跟蹤性能加權矩陣或延長預測時域均可以提高衛星姿態機動速度,縮短衛星姿態機動時間.設計的控製方法能夠使衛星姿態在18 s內實現40°的大角度快速機動,姿態指嚮精度和穩定度分彆為0.01°和0.04(°)/s,與終耑滑模控製方法相比,機動速度及穩態性均得到提高.本文方法為敏捷小衛星的在軌應用方式提供瞭理論支撐.
침대이금자탑구형공제력구타라(CMG)위집행궤구적민첩소위성개전료선진궤동공제산법적연구.재고필공제력구타라력구약속급증량약속정황하,설계료기우비선성모형예측공제(NMPC)방법적위성자태쾌속궤동공제률급조종률.통과다충방진분석료공제기설계삼수변화대위성자태궤동적영향,병여종단활모공제방법진행료비교.실험결과표명,증대근종성능가권구진혹연장예측시역균가이제고위성자태궤동속도,축단위성자태궤동시간.설계적공제방법능구사위성자태재18 s내실현40°적대각도쾌속궤동,자태지향정도화은정도분별위0.01°화0.04(°)/s,여종단활모공제방법상비,궤동속도급은태성균득도제고.본문방법위민첩소위성적재궤응용방식제공료이론지탱.
