卫星姿态控制现状及发展方向.docVIP

Satellite attitude control using three reaction wheels Introduction: 卫星姿态控制在很长时间内一直是一个活跃的研究课题。卫星模型本身的非线性性质，加上不确定性参数和干扰，使姿态控制问题很具吸引力和挑战性。许多控制设计方法出现并实现控制系统性能和鲁棒性。最近卫星控制研究工作包括线性和非线性H∞控制，模糊失真控制，LQR/LRT控制，以及适应性控制。因此出现了一个对姿态控制多控的好思路。 CONTROLLER DESIGN： A．闭环的需求 卫星控制系统设计的鲁棒控制器要求应符合下列闭环系统规格: •闭环必须稳定所需的输入范围和未知扰动的有限。 •闭环系统必须满足指定的跟踪范围，最初设计控制器。 •闭环系统应该能够拒绝所有的已知和未知扰动作用于系统。 以下假设是由控制器设计 •三个轮子用于姿态控制效果是相同的，它们的旋转方向与卫星的轴转向一致。 •不影响反应车轮被忽略。 •高频率的降低动态效应被忽视和/或卫星被认为是刚性的。 闭环规范表明卫星控制系统应该改变车轮的角速度反应相对于卫星的身体来恰当地应对干扰影响从而调整卫星定位所需的输入。这意味着必须改变车轮的角速率反应不断满足期望的闭环性能规范。 B．LTIE使用QFT后 对非线性控制方程，使得学生需要获得一组线性时不变(LTIE)所需的输入范围，是因原非线性系统的动态行为。这里假设对于闭环系统每个相角与输出，系统输入都是阶跃函数，以下指出： 为了找到套LTIE传递函数矩阵，相当于原来的非线性设备，它需要知道系统的输出和控制器输入。根据需要选择输出输出，然后替换在系统方程(1)，(4)和(5)解决控制器输入系统由逆解微分方程。 IV. SIMULATION OF CLOSED LOOP RESPONSE 闭环系统是模拟频率和时间域。LTIE设计，控制器设置和仿真软件工作区实现预过滤器之间进行选择。闭环传递函数的极端值T二阶与公差范围的最大值，没有相互作用在其中，循环显示满意的结果与一些非常渺小和微不足道的违规行为，没有相互作用的循环。所有欧拉角的一步反应时域图所示。看到的是MIMO控制器可以达到稳态响应相对较快。时间响应表明，系统稳定在所需的输入和范围也满足跟踪和上界规范。在设计控制器时，需要输入的范围选择−0.6至+0.6之间rad，但实际上系统显示广泛的稳定。观察到稳定的(−0.9，+0.9)rad，除此之外不稳定范围(没有显示)。在设计控制器并不是意外的，因为它是固有的QFT理论。低频扰动的影响也模拟和观测，闭环循环响应所有干扰从0和5包括上频率5rad /s成功减弱(没有显示)。 V. CONCLUSION 卫星的姿态控制三个反向轮子使用量子场论。设备与不确定输入的非线性动力学模型第一次被转换成一组800 LTIE设备，完全捕捉原始非线性系统的动力学。然后，控制器的性能规范派生和尼科尔斯翻译成图表。循环形成当时申请获得一组对角控制器以及九个SISO系统的预过滤器之间进行选择。闭环反应的结果表明，该控制器设置满足闭环MIMO系统规范，如跟踪在每个输入频率的稳定性和抗干扰性。观察到的反应是躺在所需的范围内。的闭环系统能够拒绝噪音频率高于300 rad /s。同样，如果需要低频噪声的限制 DESIGN AND TESTING OF MAGNETIC CONTROLLERS FOR SATELLITE STABILIZATION Abstract:一项研究的姿态控制算法得出，能够提供卫星3轴姿态稳定，配备了磁强计作为唯一的传感器和磁力矩装置当作唯一的致动器。开发出了两种不同的解决问题方法，即线性二次校准和无飞轮控制器。它们可以智能实现所需的性能，以应对由多个不同初始条件下数值模拟和各种场景。这新算法在以色列Gurwin-TechSAT型微小卫星上进行了测试，名义上动量有偏差， 稳定精度为2º-2.5º且正比于磁控制器的精度。在新控制器飞行测试中，获得了一些有价值的结果，如揭示了有效维持卫星3轴稳定的可能性，即使很小的动量偏差，还需要正确的实现和有效性能适当修改扩展和线性卡尔曼滤波器在机载计算机。 Introduction 一般来说,为了达到的磁制动控制器的精确稳定磁控制 (MTQ)卫星的姿态控制系统(ACS)与其他制动器协同工作,如动量或反应轮。后一个设备昂贵,且包括旋转元件可能导致失败,而使用ACS提供的优势是他们的鲁棒性、可靠性、低功耗和成本。此外,当证明有效性时,这种纯粹的磁性控制(PMC)算法可以被视为ACS的小型卫星一种紧急安全选择,独自飞行,或形成队列。 GURWIN-TECHSAT COMPASS CONTROLLER 以色列50-kg 的Gurwin-Techsat微小卫星是在1998年7月发射至