带大惯量运动部件卫星姿态高精度复合控制研究.pdf

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1、第33卷2016年第6期上海AEROSPACE航天SHANGHAI53文章编号：1006—1630(2016)06—0053一08带大惯量运动部件卫星姿态高精度复合控制研究刘付成1’2，朱东方1、2，宋婷1、2，张志伟1、2，黄静1’2，孙俊1’2(1．上海市空间智能控制技术重点实验室，上海201109；2．上海航天控制技术研究所，上海201109)摘要：对有大惯量运动部件的三轴稳定卫星在稳态运行期间高精度高稳定度控制方法进行了研究。提出了一种卫星姿态高精度动态补偿控制算法：先基于卫星姿态动力学模型与卫星有效载荷运动部件摆动规律，设计了姿态

2、稳定反馈控制律和补偿摆动部件干扰力矩的前馈控制器，用前馈一反馈控制的复合控制算法，消除运动部件摆动对卫星姿态控制系统产生干扰力矩的负面影响；再用干扰观测器修正因通信延迟造成的补偿残余力矩，设计了扰动观测器对前馈补偿残余力矩进行辨识，进一步补偿修正残余力矩，以保证控制系统的性能指标。仿真结果表明：该法能有效补偿干扰力矩并提高控制精度，实现的卫星姿态控制精度优于o．005。，姿态稳定度优于5×10-5(。)／s。关键词：卫星姿态；大惯量运动部件；高精度控制；前馈一反馈控制；干扰观测器；复合控制；通信延迟；残余力矩中图分类号：V448．2文献标志

3、码：ADOI：lO．19328／j．cnki．1006—1630．2016．06．007HighPrecisionAttitudeCompoundControlforaSatellitewithLargeInertiaIMoVingPartsLIUFu—chen91～，ZHUDong—fan91～，SONGTin91～，ZHANGZhi—weil～，HUANGJin91～，SUNJunl-2(1．ShanghaiKeyLaboratoryofAerospaceInteIligentControlTechnology，Shanghai2011

4、09，China；2．ShanghaiInstituteofSpaceflightControlTechnology，Shanghai201109，China)Abstract：Thehighprecisionandhighstabilityattitudecompoundcontrolforathree—axisstabilizationsatellitewithlargeinertialmovingpartswasinvestigatedinthispaper．Ahighprecisionattitudecontrolalgorithm

5、ofsatellitewasputforward．First，basedonthedynamicmodelofsatelliteattitudeandmovement1awofmovingpartsofsatellitepayload，theattitudestab订izationcontrolandafeed—forwardcontr01lertocompensatethedisturbancetorqueofthemovingpartsweredesigned．Thenegativeeffectsonthesatelliteattitu

6、decontrolsystemduetothemovementofthemovingpartswereeliminatedbyusingfeedforward—feedbackcompoundcontrollaw．Second，thedisturbanceobserverwasappliedtoamendthecompensatoryresidualtorquecausedbycommunicationdelay．Thefeed—forwardcompensatoryresidualtorquewasidentifiedbythedistu

7、rbanceobserver，whichwasusedtoamendtheresidualtorquefurthertoguaranteetheperformanceofthecontrolsystem．ThesimulationresultisshowedthatthesatelliteattitudecontrolaccuracyissuperiortoO．005。andtheattitudestabilizationisbetterthan5×10一5(。)／s．Keywords：Satelliteattitude；Movingpar

8、tswithlargeinertia；Highprecisecontr01；Feed-forwardcontrol；Disturbanceobserver；Compoundcon