【摘 要】
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本文主要研究了计及天线动态过程的带有天线的挠性卫星姿态动力学建模与姿态控制。并以此来论证了该类卫在天线动态过程及太阳帆板振动的条件下,是否可以通过合理的设计控制器
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本文主要研究了计及天线动态过程的带有天线的挠性卫星姿态动力学建模与姿态控制。并以此来论证了该类卫在天线动态过程及太阳帆板振动的条件下,是否可以通过合理的设计控制器,从而满足期望的姿态指向精度和姿态稳定度。 首先本文以对地观测卫星为背景介绍了本文卫星论证的的实际意义。 继而,利用Lagrange方程建立了该卫星的整形姿态动力学方程、动量飞轮动力学方程、和天线动力学方程及太阳帆板的弹性振动方程。建立了一个五输入五输出的系统控制模型。 接下来,本文对太阳帆板的高阶模态进行了截断处理,对整星动力学模型进行了线性化处理,求出了整星零动量短周期的传递函数矩阵,计算了卫星本体动力学模型的零极点。然后论证了卫星动力学模型的主对角占优特性。由模型的主对角占优特性,确定了卫星本体控制器的设计方法,独立主轴设计。在独立主轴设计的思路之下,通过极点配置法,设计了卫星本体PID控制器的参数。最后在卫星本体控制器参数确定的情况下,设计了满足响应速度的天线的PID控制器的参数,从而得到卫星本体及天线这样一个大系统的控制系统参数。 最后,对该系统进行数字仿真。仿真结果表明该卫星在计及天线动态过程和太阳帆板振动的情况下,通过对其控制器的设计,其闭环控制系统可以达到期望的性能指标。
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