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《充液航天器全局姿态机动及再定向1(王元黉)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、摘要航天器的姿态运动问题是航天器动力学的重要组成部分。首先，航天器在轨姿态必须按预期的方向实现定向。很多航天器以地球作为参照物定向，有些则以太阳或其它一些确定的星体作为参照物实现其定向，还有一些航天器刚开始以某一个星体为参照物，然后则以另一个星体为参照物。通常情况航天器的通讯天线必须朝向地球，而太阳能电池板必须朝向太阳。在出现能量耗散时，自旋航天器关于它的小轴旋转的方向是不稳定的。最终，这个航天器会重新定位到围绕大轴自旋。当完成姿态再定向机动后，航天器绕大轴的自旋速度要么是正的要么是负的。相应的，航天器相对于角动量随体坐标系的最
2、终定向不能预先确定。为了达到预期的定向，显然实现姿态稳定及其控制策略对于航天器的总体设计来说是一个十分重要的组成部分。这篇论文的主要工作是研究基于陀螺仪测量、应用两个点火助推器产生脉冲推进从而实现航天器姿态机动并最终达到航天器预期的姿态定向。本论文主要完成了如下工作：第一章对该领域的一些进展作了简单介绍，重点概述了航天器发展概况、陀螺仪和点火推进器的基本原理；第二章用广义Lagrange方法推导了航天器姿态动力学方程，建立了充液航天器等效姿态动力学模型；第三章研究自旋航天器姿态机动，采用了两个点火助推器，以陀螺仪测量为基础，提供
3、了一个实现最终航天器姿态期望定向的控制策略；第四章对本论文进行了全文总结，并提出了今后进一步研究的设想。关键词：航天器姿态动力学,姿态预测与控制,姿态机动,再定向ABSTRACTSpacecraftattitudemovementisaveryimportantpartinthespacecraftdynamics.Atfirst,aspacecraftmustpointintherightdirection.ManysatellitesareintendedtobeEarthoriented,othersareintended
4、tofacethesunorcertainstarsofinterest,stillothersaredesignedtopointfirstatoneobject,thenatanother.Oftenonepartofaspacecraft(acommunicationsantennaperhaps)mustpointtowardEarth,whileanotherpart(asolarpanel)mustfacethesun.Aspacecraftspinningaboutitsminoraxisinthepresence
5、ofenergydissipationisdirectionallyunstable.Eventually,thespacecraftwillreorienttoamajoraxisspin.Afterthemaneuver,themajoraxisspinratecanbeeitherpositiveornegative.Correspondingly,theorientationofthespacecraftrelativetotheinertiallyfixedangularmomentumvectorisunpredic
6、table.Toachievesuchmissionobjectives,itisevidentthatanattitudestabilizationandcontrolsystemmustbeanimportantpartofspacecraftdesign.Thispaperdemonstratesthatthemaneuver,whenaugmentedwithtwothrusterfiringsbasedongyromeasurements,providesadesiredfinalorientation.Thisthe
7、sismainlyincludessuchcontentsasfollows:InChapter1,anintroductionofsomeoftheprogressesinthisfieldisgivenwhichincludesspacecraftdevelopedtrend,somebasiclogicaboutgyro,thruster.InChapter2,kineticequationsarederivedbyLagrangemethod,andalsotheequivalentmechanicsmodelofliq
8、uid-filledspacecraftisestablished.InChapter3,concernsfocusonresearchingthespintransitionmaneuverofspacecraftwithtwothrusterfiringsb
