(廣州民航航天學(xué)院宇航大學(xué)上海使用磁扭力器控制俯仰軸帶有偏置動(dòng)量的衛(wèi)星的姿態(tài)時(shí),沿地磁場(chǎng)方向的控制轉(zhuǎn)矩難以保證。撓度控制策略借助磁扭力器形成控制轉(zhuǎn)矩,加速動(dòng)量矩矢量繞軌道法線方向的旋轉(zhuǎn)速率磁力矩器,使進(jìn)動(dòng)控制方向更快的與地磁場(chǎng)方向分離,步入進(jìn)動(dòng)控制的有利位置。針對(duì)運(yùn)行在太陽(yáng)同步軌道的偏置動(dòng)量衛(wèi)星,推論了加入撓度控制項(xiàng)后,其俯仰軸磁矩的表達(dá)式。借助蟻群算法)對(duì)磁扭力器控制策略中進(jìn)動(dòng)反饋系數(shù),章動(dòng)反饋系數(shù)個(gè)系數(shù)進(jìn)行了尋優(yōu),借助優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。比較撓度控制策略和精典控制策略的仿真試驗(yàn)結(jié)果,證明在常年外部干擾轉(zhuǎn)矩下磁力矩器,采用剛制可以改善進(jìn)動(dòng)控制效率,提升姿態(tài)控制精度。飛行動(dòng)力學(xué)中圖分類號(hào)448。,),,rithm(。
;;均采用了上述方案。對(duì)地定向的近地軌道衛(wèi)星常常采用偏置動(dòng)量輪加磁扭力器進(jìn)行姿態(tài)控制。常見(jiàn)的布置方案之置動(dòng)量矩的方向指向俯仰軸的負(fù)方向,同時(shí)將磁扭力器裝在衛(wèi)星的俯仰軸上。此種方案通過(guò)調(diào)整動(dòng)量輪怠速來(lái)控制俯仰軸姿態(tài),同時(shí)借助磁扭力器能在滾轉(zhuǎn)2偏航平面內(nèi)輸出控制轉(zhuǎn)矩,可以控制滾轉(zhuǎn)軸和偏航軸姿態(tài)。我國(guó)風(fēng)云一號(hào)精典控制策略精典控制策略中對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)的控制包括進(jìn)動(dòng)控制和章動(dòng)控制個(gè)部份。進(jìn)動(dòng)控制使衛(wèi)星動(dòng)量矩和軌道法線負(fù)方向重合,去除姿態(tài)誤差,章動(dòng)控制清除姿態(tài)角速率。收稿日期作者簡(jiǎn)介,上海人,碩士生。com。:磁扭力器的撓度控制技術(shù)及應(yīng)用687進(jìn)動(dòng)控制。
假定在外擾動(dòng)扭矩下,衛(wèi)星的動(dòng)量矩矢量方向以小姿態(tài)角偏離了軌道法線的負(fù)方向。由俯仰軸負(fù)方向看去,動(dòng)量矩矢量在座標(biāo)系中的位置如圖所示。進(jìn)動(dòng)控制方式就是使用控制轉(zhuǎn)矩將其控制回原點(diǎn)。knx和knz的定義與式精典控制策略缺點(diǎn)使用磁扭力控制衛(wèi)星姿態(tài)的基本原理是將其與衛(wèi)星所在位置的月球磁場(chǎng)硬度叉乘控制轉(zhuǎn)矩的方向是由磁矩方向和其所處空間的磁場(chǎng)硬度的方向和確定形成的控制轉(zhuǎn)矩的方向也是確定的所以控制轉(zhuǎn)矩的方向取決于磁場(chǎng)硬度的方向。這引起有些時(shí)侯磁扭力器所能提供的控制轉(zhuǎn)矩的方向與希望的控制轉(zhuǎn)矩的方向不一致球磁場(chǎng)方向合適時(shí)才會(huì)進(jìn)行控制。所以因?yàn)榈卮艌?chǎng)未能提供及時(shí)的控制轉(zhuǎn)矩控制過(guò)程中存在滯后撓度控制策略假定在外擾動(dòng)扭矩下衛(wèi)星偏航軸和滾轉(zhuǎn)軸各有小姿態(tài)角誤差。由俯仰軸負(fù)方向看去動(dòng)量矩矢量在座標(biāo)系中的位置見(jiàn)圖進(jìn)動(dòng)控制示意圖進(jìn)動(dòng)控制采用比列控制反饋扭矩大小和姿態(tài)誤差大小成反比。在小姿態(tài)角誤差的情況下取代。進(jìn)動(dòng)控制的轉(zhuǎn)矩為項(xiàng)分別代表施加在衛(wèi)星滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏航軸上的控制轉(zhuǎn)矩;kpkpz分別是控制轉(zhuǎn)矩的比列系數(shù)。據(jù)悉因?yàn)楦┭鐾ǖ篮推渌麑⑵淇刂妻D(zhuǎn)矩假定為章動(dòng)控制。假定在外擾動(dòng)轉(zhuǎn)矩下衛(wèi)星偏航軸和滾轉(zhuǎn)軸有了小的姿態(tài)角速率誤差角速率矢量端點(diǎn)在座標(biāo)系中的投影位置如圖所示。
章動(dòng)控制方式就是使用控制轉(zhuǎn)矩將其控制回原點(diǎn)。用控制轉(zhuǎn)矩使動(dòng)量矩矢量進(jìn)動(dòng)到地磁場(chǎng)可以提供控制轉(zhuǎn)矩的方向上。這樣月球磁場(chǎng)可以在一個(gè)軌道周期內(nèi)盡可能多地提供進(jìn)動(dòng)控制和章動(dòng)控制轉(zhuǎn)矩。章動(dòng)控制示意圖撓度控制的轉(zhuǎn)矩為ksx取代。章動(dòng)控制的轉(zhuǎn)矩為的定義與式撓度控制設(shè)計(jì)方式控制轉(zhuǎn)矩情況選擇不同的kp可以得到不同的控制策略。得到精典控制策略中俯仰軸磁矩的表達(dá)式反饋系數(shù)選定撓度控制策略的動(dòng)力學(xué)多項(xiàng)式中包括kpz兩個(gè)時(shí)變參數(shù)通過(guò)其穩(wěn)定性條件來(lái)求解穩(wěn)定區(qū)域比較困難。在工程上個(gè)別解決方案是將各未知參數(shù)而且對(duì)于像太陽(yáng)同步軌道這樣接近磁子午面的軌道