基于SiC﹢MEMS阵列的高精度微纳卫星编队保持

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1、中国空间科学技术Apr．252016、，。I．36No．237．45ChineseSpaceScienceandTechnologyISSN1000—758XCN11-1859／V=2。=======================================一httpI÷izgkj．cast。caDOI：10。16708／j。cnki．1000．758X。2016．0002基于SiCMEMS阵列的高精度微纳卫星编队保持范林东1。’，杨博1，苗峻1，龙军2，刘旭辉21．北京航空航天大学宇航学院，北京1001

2、912．北京控制工程研究所，北京100190摘要：随着微纳卫星的发展，对它的控制保持问题亟需解决。传统的推进技术因推力精细度和推力输出相对粗糙，很难满足高精度的要求，为此，提出了用SiCMEMS微推力器阵列来解决微纳卫星的编队保持问题。由于阵列具有与传统发动机不同的特性，一般的控制算法很难用于该控制任务，文章提出了利用瞬时脉冲控制策略来实现编队保持。仿真结果表明，阵列用于微纳卫星近距离编队保持的位置精度可达3ITIrll，具有很高的应用价值。此外，为节省推力器，分析了单推力器装药量与控制器参数对能耗和精度的影响

3、，结果表明当单推力器元冲量范围为8×lO．6～20×lO-6N·S时可以得到很好的控制效果，既能满足精度，又可以节约使用推力器。关键词：编队保持；微机电系统；微推力器阵列；瞬时脉冲控制；参数优化；微纳卫星中图分类号：P185．18文献标识码：AHighprecisionmicro-nanosatelliteformationkeepingbasedonSiCMEMSmicrothrusterarrayFANLindon91一，YANGB01，MIAOJunl，LONGJun2，LIUXuhui2T．School

4、ofAstronautics，BeihangUniversity，Beijing100191，China2．BeijingInstituteofControlEngineering，Beijing100190，ChinaAbstract：Withthedevelopmentofthemicro／nanosatellites，theproblemofthestation．controlneedstobesolved。ThetraditionaIpropulsiontechnologycan’tmeetthereq

5、uirementsofhighprecision．Therefore，theSiCMEMSMicrothrusterarraywasproposedfortheformationkeepingofthemicro／nanosatellites．Consideringthedifferentcharacteristicsofthearrayfromthetraditionalthruster，theinputandoutputmodelwasestablishedandtheinstantaneouspulsec

6、ontrolstrategywaspresentedtokeeptheformation．Thesimulationresultsshowthatthearraycanbeappliedtotheneardistanceformationofmicro／nano收稿日期：2015—07—02；修回日期：2015—10—18；录用B期：2015—09—28；网络出版时问：2016—04—1914：54：43网络出版地址：http：∥WWW．cnki．net／kcms／detail／11．1859．V．201604

7、19．1454．003．htral*通讯作者：范林东(1988一)，男，硕士研究生，fanlindong@buaa．edu．cn，主要研究方向为卫星导航制导与控制引用格式：范林东．杨博，苗竣．等．基于SzCMEMS阵列的离精度徽纳卫星编队保持c，]．中国空间科学技术．2016．360)；37—45。FANLD，YANGB，MJAO_，，eta1．Highprecisionmicre-nanosatelliteformationkeepingbasedollSiCMEMSmicrothrusterarraYi，]

8、．ChineseSpaceScienceandTechnology，2016．36但)t37—45妇C／zthese)．38中国空间科学技术Apr．252016V01．36No．2satellites．andithasahighpositionaccuracyof3mm．Inaddition，thethrusters’consumptionandcontrolprecisioninfl