双体卫星对日定向姿态机动控制

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作   者：

耿远卓;  李传江;  孙延超;  马广富; 

作者机构：

哈尔滨工业大学航天学院控制科学与工程系; 

关键词：

双体卫星;  避碰控制;  变增益PD控制;  对日定向;  姿态机动; 

期刊名称：

宇航学报

基金项目：

星际软着陆动力下降在线轨迹优化与最优跟踪制导研究
深空环境下绳系卫星动力学建模与控制研究
基于数据驱动的深空探测器姿态容错控制研究

i s s n：

1000-1328

年卷期：

2018 年 07 期

页   码：

740-750

摘   要：

研究了双体卫星(DFP)对日定向姿态机动控制问题。首先分析双体卫星工作机理,建立载荷舱与平台舱姿态模型,推导磁浮机构线圈和磁钢相对距离的数学表达式。提出基于PD控制的载荷舱对日姿态机动、平台舱姿态跟踪以及两舱避碰等控制策略。在此基础上,为提高平台舱姿态跟踪速度,设计反步控制器对平台舱飞轮的动态特性进行补偿。进一步,为提高两舱协同控制性能,对传统PD控制进行改进,提出基于变增益PD控制的载荷舱姿态机动控制律,将两舱相对姿态信息包含在载荷舱对日姿态机动控制律中,有效降低了两舱碰撞风险,提高了两舱姿态机动速度。仿真结果表明,本文控制算法能有效实现双体卫星对日定向,且能避免两舱碰撞。