高軌光學遙感衛(wèi)星高穩(wěn)定指向控制技術研究.pdf

1、碩士學位論文高軌光學遙感衛(wèi)星高穩(wěn)定指向控制技術研究高軌光學遙感衛(wèi)星高穩(wěn)定指向控制技術研究ResearchonHighStabilityPointingControlTechnologyofOpticalRemoteSensingSatelliteinHighbit作者姓名：李靜學科、專業(yè)：航空宇航科學與技術學號：21423011指導教師：龐巖完成日期：大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學

2、位論文I摘要高軌光學遙感衛(wèi)星的光學載荷需要超靜力學環(huán)境，這對衛(wèi)星平臺的姿態(tài)精度和姿態(tài)穩(wěn)定度提出了更高的要求。由于僅靠姿態(tài)控制算法難以實現(xiàn)平臺的高精度、高穩(wěn)定度控制，高精度航天器需要考慮微振動對姿態(tài)控制的影響，本文著重研究航天器微振動的抑制方案以及星上載荷光軸的主動控制。為抑制衛(wèi)星上高速轉動的姿控執(zhí)行機構產生的高頻微振動，本文采用被動隔振平臺對姿控執(zhí)行機構進行隔振，并對比研究了集中隔振和分散隔振兩種方案，結果表明：航天器進行大角度機動時，

3、對于高剛度隔振器，兩種隔振均具有穩(wěn)定性，并且指向控制性能相似。對于低剛度隔振器，集中隔振較分散隔振容易失穩(wěn)；在姿態(tài)穩(wěn)定控制工況下，對于高剛度隔振器和低剛度隔振器，兩種隔振方案性能基本一致。在姿控執(zhí)行機構被動隔振的基礎上，本文進一步研究了對載荷也隔振的兩級隔振衛(wèi)星構型。建立了包含典型的航天器微振動源以及載荷—本體隔振界面的衛(wèi)星閉環(huán)控制動力學模型并對其姿態(tài)控制進行仿真。仿真時對比了對載荷被動隔振以及主被動混合隔振兩種方案，結果表明被動隔振設

4、計簡單，但低頻隔振性能不足，而主被動控制混合隔振能夠有效提高載荷姿態(tài)精度和穩(wěn)定度兩個數(shù)量級。除一般的隔振方法外，本文研究了一種新型隔振衛(wèi)星——非接觸分離式衛(wèi)星的動力學建模與控制。采用拉格朗日法建立了有柔性線纜連接的分離式衛(wèi)星的剛柔耦合動力學模型，并仿真分析了柔性線纜對分離式衛(wèi)星的隔振以及指向性能的影響，結果表明柔性線纜會降低分離式衛(wèi)星的低頻隔振性能并使其載荷模塊的指向控制穩(wěn)態(tài)誤差明顯增大。為減輕柔性線纜動力學影響，基于自抗擾控制設計了載