一种应用输入成型的敏捷卫星快速姿态机动控制方法

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1、第25卷第4期航天器工程V01．25No．41111生!旦曼里垒堡兰曼垦垒里!里堕鱼!盟兰垦垦!堕鱼；!一种应用输入成型的敏捷卫星快速姿态机动控制方法周伟敏1’2廖瑛1杨雅君1朱庆华3“(1国防科学技术大学航天科学与工程学院，长沙410073)(2上海航天技术研究院，上海201109)(3上海市空间智能控制技术重点实验室，上海201109)(4上海航天控制技术研究所，上海201109)摘要敏捷卫星对姿态机动能力的快速性和稳定性提出了更高的要求，为此，提出一种应用输入成型的卫星姿态机动控制方法。通过引入

2、比例一微分(PD)反馈加力矩前馈的复合控制，以及采用输入成型器对规划的原始姿态路径控制指令进行调制，使卫星控制后期稳定度得到提高，并能有效抑制挠性部件的振动。数学仿真验证的结果表明：对卫星姿态机动路径的规划和输入成型调制，可以在实现快速机动的同时，有效抑制挠性结构振动，缩短姿态稳定时间，为有效载荷提供更多的可工作时间和高精度、高稳定度的工作环境。关键词敏捷卫星；姿态机动；输入成型；路径规划；挠性结构振动抑制；复合控制中图分类号：V448．22文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673

3、—8748．2016．04．005AttitudeManeuverControlMethodforAgileSatelliteBasedonInputShapingZHOUWeiminl·2LIAOYin91YANGYajunlZHUQinghua3’4(1CollegeofAerospaceScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)(2ShanghaiAcademyofSpacef

4、lightTechnology，Shanghai20109，China)(3ShanghaiKeyLaboratoryofAerospaceIntelligentControlTechnology，Shanghai(4ShanghaiInstituteofSpaceflightControl201109。China)Technology，Shanghai201109，China)Abstract：Anagilesatelliteputsforwardhigherrequirementsforrapid

5、ityandstabilityofsatelliteattitudemaneuver．Thispaperpresentsasatelliteattitudemaneuvercontrolmethodbasedonin—putshaping．Therapidityofattitudemaneuverisachievedbyusingpathprogramming，andPDfeedbackcontrolandmaneuvermomentforwardcontrolareadopted．Then，thep

6、rogrammedcon—trolsignalsaremodulatedbyinputshapers，therebythestabilityisimprovedinendphaseofthesatellitecontrolprocess，andthevibrationofflexiblepartsofsatelliteisrestrainedduringthecon—trolprocess．Simulationresultsdemonstratethatthesatellitecanrealistic

7、allyachievefastattitudemaneuverandflexiblevibrationrestraintbymeansofattitudemaneuverpathprogrammingandinputshaping．Meanwhile，thesettingtimeofattitudestabilizationisalsoshorten．Itcanprovidemoreoperabletimeandhigherprecision—stabilizationconditionforthep

8、ayload．收稿日期：2016—02—01；修回日期：2016-06—20基金项目：国家重大航天工程作者简介：周伟敏，男，研究员，研究方向为高精度航天器姿态确定与姿态控制。Email：kejiwei@126．tom。28航天器工程25卷Keywords：agilesatellite；attitudemaneuver；inputshaping；pathprogramming；flexiblestructurevibrationrestraint；comp