›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (3): 8-14.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2013.03.002

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单轴台的大角度姿态快速机动联合控制方法

 唐生勇1, 胡敏2, 吴锦杰3, 张育林1,3   

  1. (1哈尔滨工业大学卫星技术研究所,哈尔滨150080)
    (2装备学院,北京101416)(3国防科学技术大学航天与材料工程学院,长沙410073)
  • 收稿日期:2012-08-02 修回日期:2012-12-05 出版日期:2013-06-25 发布日期:2013-06-25
  • 作者简介:唐生勇 1985年生,2007年毕业于哈尔滨工业大学飞行器设计专业,现为哈尔滨工业大学宇航科学与技术专业博士研究生。研究方向为航天器姿态控制设计与仿真。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(60704020)资助项目

HybridControlMethodforLarge-angleAttitudeManeuverofSingle-axisAirBearingTable

 TANG  Sheng-Yong1, HU  Min2, WU  Jin-Jie3, ZHANG  Yu-Lin1,3   

  1. (1ResearchCenterofSatelliteTechnology,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150080)
    (2AcademyofEquipment,Beijing101416)
    (3CollegeofAerospaceandMaterialEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073)
  • Received:2012-08-02 Revised:2012-12-05 Online:2013-06-25 Published:2013-06-25

摘要: 为验证小卫星大角度姿态快速机动与高精度稳定控制能力,基于单轴气浮台硬件仿真环境,提出了一种利用推力器与飞轮组合的联合控制策略。采用相平面控制技术与有限时间控制理论设计控制器,利用推力器实现无超调的快速机动控制,利用飞轮实现有限时间内的高精度稳定控制,使单轴台在有限时间内快速高精度稳定于目标姿态。物理仿真结果表明:该方法在有限时间内完成单轴台快速稳定控制的同时,可有效避免机动过程中的超调现象,且能有效规避推力器的频繁开关与飞轮的过快饱和等问题。

关键词: 单轴气浮台, 大角度机动, 高精度稳定, 有限时间控制, 物理仿真, 小卫星

Abstract: Tovalidatethelargeangleattitudemaneuvercontrolandprecisionstabilizationofasmallsatellite,ahybridcontrolmethodforasingle-axisairbearingtable(SABT)wasproposed,usingfourthrustersandaflywheeltoperformthescheme.Thephaseplaneapproachandfinitetimecontroltheoremwasusedtodesignthecontroller.Inthiscontrolscheme,thefourthrusterswerefirstlyactuatedtoachieveafastslewmaneuverwithoutovershoot,andtheflywheelwasthenactuatedtoperformthehighprecisionstabilizationinlimitedtime.Themethoddefinedanintelligentswitchbetweenthetwoactuatorsinrealtime.PhysicalsimulationresultsshowthatthemethodcanachievethelargeanglemaneuveroftheSABTinlimitedtime,andcaneffectivelyavoidtheovershootofthemaneuver,thechatteringofthethrustersandthesaturationoftheflywheel.

Key words: Singleaxisairbearingtable, Largeanglemaneuver, Highaccuracystability, Finitetimecontrol, Physicalsimulation, Smallsatellite