基于反作用飞轮的整星零动量轮控系统

《基于反作用飞轮的整星零动量轮控系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、HarbinInstituteofTechnology基于反作用飞轮的整星零动量轮控系统课程名称：航天器姿态动力学与控制题号：5A院系：航天学院航天工程与力学系班级：1118202姓名：贺国平王法瑞苏晨学号：111261031711118202051111820222时间：2014年6月15日目录1.基本内容...........................................................................................-1-2.模型的建立.........................

2、..............................................................-1-2.1.系统控制框图.........................................................................-1-2.2.姿态动力学模块设计............................................................-2-2.2.1.航天器姿态运动学方程及其推导.................................-

3、2-2.2.2.航天器姿态动力学方程.................................................-2-2.3.控制器设计.............................................................................-3-2.4.飞轮执行机构.........................................................................-4-2.5.建模结果............................

4、.....................................................-6-3.仿真实现...........................................................................................-7-3.1.四个飞轮正常工作（无外干扰力矩）................................-7-3.2.四个飞轮正常工作（有外干扰力矩作用）......................-10-3.3.飞轮故障的问题解决.........

5、.................................................-13-3.3.1.一号飞轮故障（无外干扰力矩）的问题解决...........-13-3.3.2.一号飞轮故障（有外干扰力矩）的问题解决...........-16-4.结束语.............................................................................................-18-基于反作用飞轮的整星零动量轮控系统1.基本内容（1）建立带有飞轮的三轴稳定对地定向航天器的姿

6、态动力学和姿态运动学模型。（2）设计PD或PID控制器的轮控系统。（3）完成数学仿真和分析。2.模型的建立典型航天器的姿态控制系统模型主要包括姿态动力学，姿态运动学，控制器，轨道动力学和空间环境五大基本模块。根据题目要求，对于本列，主要从被控对象字体动力学模型，执行机构和控制器三方面入手进行模型的建立。以欧拉角为姿态参数，姿态动力学采用基于陀螺体的多刚体姿态动力学方程，姿态运动学模型采用zyx顺序欧拉角的姿态运动学方程。控制器采用PD控制率。执行机构采用4斜装的反作用飞轮构型方案。2.1.系统控制框图如图1所示，其中姿态动力学模块和姿态运动学模块是描述系统

7、模型的最基本模块，姿态动力学模块提供系统的动力学计算，姿态运动学模块提供不同姿态描述之间的转换关系，控制器模块是待设计的控制律模块，执行机构获得期望力矩信号，输出控制力矩。转动角Td参考信号T速度c控制器执行机构姿态姿态（飞轮）动力学运动学图1整星零动量轮控系统框图-1-基于反作用飞轮的整星零动量轮控系统2.2.姿态动力学模块设计2.2.1.航天器姿态运动学方程及其推导航天器采用zyx顺序旋转的欧拉角参数来描述星体坐标系相对轨道坐标系的姿态，则星体姿态角速度矢量ω在星体坐标系下的分量列阵可写为x10sincossin

8、0coscossincoscoss