国外航天器高精度高稳定度高敏捷指向技术综述

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1、第26卷第1期航天器工程VoI．26No．12017年2月SPACECRAFTENGINEERING91国外航天器高精度高稳定度高敏捷指向技术综述徐广德武江凯苟仲秋张柏楠(中国空间技术研究院载人航天总体部，北京100094)摘要调研了国外航天器高精度高稳定度高敏捷指向技术发展现状，分析了其实现的主要技术途径，研究表明高精度高稳定度高敏捷指向作为一项系统性技术，需要从构型布局、结构动力学、控制等多方面开展综合分析与设计。文章对其中一体化构型布局设计、微振动抑制、多级复合控制和大力矩执行机构等关键技术进行了总结和分析，可为我国高性能航天器的发展提供借鉴。

2、关键词高精度高稳定度高敏捷指向；复合控制；微振动抑制；一体化构型设计中图分类号：V47文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2017．01．014HighAccuracyHighStabilityandHighAgilityPointingTechnologyofSpacecraftxuGuangdeWUJiangkaiGOUZhongqiuZHANGBainan(InstituteofMannedSpaceSystenEngineering，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing

3、100094，China)Abstract：Inthispaper，thedevelopmentofhighaccuracy，highstabilityandhighagilitypointingtechnologyofspacecraftisintroduced．Themainmethodsthatachievetheaboveperformanceareanalyzed．Theresearchshowsthatasasystematictechnology，highaccuracy，highstabilityandhighagilitypoint

4、ingshouldbeachievedbycomplexanalysisanddesignconsideringallthesecom—positefactorsofconfiguration，structuraldynamicsandcontr01．Somekeytechnologiessuchasin—tegratedconfigurationdesign，microvibrationsuppression，multi—stagecomplexcontrol，actuatorswithlargetorquearesummarized，whichc

5、anprovideareferenceforthefuturedevelopmentofspacecraftsofChinawithhighperformance．Keywords：highaccuracyhighstabilityandhighagilitypointing；compositecontrol；microvibra—tionsuppression；integratedconfigurationdesign1引言随着空间天文观测、激光通信、遥感等航天任务需求的不断提升，航天器所携带的载荷设备越来越精密，相应地对航天器指向精度、指向稳定度

6、、敏捷机动能力的要求也越来越高。高精度、高稳定度、高敏捷指向能力指的是航天器具备高指向精度、高姿态稳定度和快速机动能力。高指向精度指的是卫星或有效载荷姿态相对于期望方位或指向的偏差小。高姿态稳定度指的是卫星姿态在规定时间内的变化量小以及有效载荷在操作时间内的姿态高频抖动量小。后文对于天文卫星，采用角度(”)表示有效载荷的姿态高频抖动量(指向稳定度)，对于遥感卫星，采用角速度(。)／s表示卫星姿态稳定度。快速机动能力指的是卫星或有效载荷机动时间短。美国新一代的收稿日期：2016—10—21；修回日期：2016—12—26作者简介：徐广德，男，博士研究生

7、，从事航天器动力学与控制研究。Email：xuguangde．2007@163．CON。航天器工程26卷詹姆斯一韦伯空间望远镜(JWST)要求指向稳定度达到0．007”(24h)；NASA的太阳系外行星探测计划之一的主动校正日冕仪(ACCESS)卫星要求短时间内指向稳定度高达0．0007”；为满足遥感卫星的观测范围和实时性，要求在短时间内快速侧摆并大角度俯仰机动，如昴宿星要求25S机动60。，姿态到位后稳定度优于10叫(。)／s。本文对国外具备高精度、高稳定度、高敏捷指向能力的天文卫星、遥感卫星、激光通信卫星等进行了调研，对微振动抑制、多级指向复合控

8、制、构型布局一体化设计等关键技术进行了分析，可为我国高性能航天器的发展提供借鉴。2国外高精度高稳定度高敏捷指