›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (4): 34-40.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0058

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一种卫星快速姿态机动及稳定控制方法

 冯佳佳*   

  1. 北京控制工程研究所,北京100190
  • 收稿日期:2016-12-19 修回日期:2017-03-13 出版日期:2017-08-25 发布日期:2017-06-29
  • 作者简介:冯佳佳(1986-),男,博士研究生,fengjiajia888@163.com,研究方向为航天控制
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(61333008)

Satellitecontrolmethodforfastattitudemaneuverandstabilization

 FENG  Jia-Jia*   

  1. BeijingInstituteofControlEngineering,Beijing100190,China
  • Received:2016-12-19 Revised:2017-03-13 Online:2017-08-25 Published:2017-06-29

摘要: 针对小卫星快速姿态机动要求,提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的卫星快速姿态机动及稳定控制方法。该方法首先以粒子种群的初始位置为卫星机动加速阶段终点时刻进行路径规划,然后针对规划好的路径利用维持跟踪控制进行姿态机动,在路径末端利用黄金分割和逻辑微分进行稳定控制,最后以卫星姿态到达目标角度且保持稳定的时间作为适配值,寻找出一条在该组合控制方法和限制条件下的最优路径进行姿态机动及稳定控制。该控制方法能够根据星体的实际动力学特性、环境特征、限制条件及控制性能进行最优机动及稳定控制。将该方法应用到小卫星的姿态机动控制中,仿真结果表明该方法有效。

关键词: 姿态控制, 快速机动, 粒子群优化算法, 挠性卫星, 稳定

Abstract: Inviewofthesmallsatellitefastattitudemaneuver,  asatellitecontrolmethodforfastattitudemaneuverandstabilizationbasedonparticleswarmoptimization(PSO)  wasproposed.First,thismethoddoesthepathplanningwhichtheinitialpositionofparticlepopulationisasthefinishtimeforsatellitemaneuveraccelerationperiod;  theninthispathplanningthemaintenancetrackingcontrolwasusedfortracking,  andintheendofthemaneuverpath,thegoldensectioncontrolandlogicdifferentialcontrolwereusedtomakestabilitycontrol;  atlast,thetimeofsatelliteattitudemaneuvertotargetangleandstablewastakenasadaptivevaluetofindoutanoptimalpathintheconditionsofthiscombinedcontrolmethodandotherlimittoattitudemaneuverandstabilitycontrol.Thiscontrolmethodcandooptimalmaneuverandstabilitycontrolaccordingtotheactualdynamiccharacteristics,environmentalcharacteristicsoftheastral,constraintsandcontrolperformance.Applyingthismethodtothesmallsatelliteattitudecontrol,simulationresultsshowtheeffectivenessofthemethod.

Key words: attitudecontrol, fastmaneuver, particalswarmoptimization, flexiblesatellite, stabilize