王磊，甘克力，葛升民，何平，李爽

(1.哈尔滨工业大学 控制科学与工程系，黑龙江 哈尔滨150001;2.中国空间技术研究院，北京100094)

0 引言

某些卫星的有效载荷具有转动部件，例如光学扫描相机或扫描镜等，这些部件的转动引入了角动量干扰。如果干扰未经补偿直接作用于卫星平台，将会降低姿态控制系统的稳定度和指向精确度[1]。尤其对于具有挠性附件的卫星，如果转动部件的运动为周期性往复运动，则有可能激发挠性附件的振动，使卫星姿态出现振荡。

为减少转动部件对卫星姿态造成的不利影响，引入一个独立的角动量补偿系统，用以直接抵消转动部件的运动影响。选择补偿飞轮作为动量补偿执行部件，为补偿飞轮配置专门控制器，并在有效载荷转动部件上安装角度编码器以测量转动部件的转动角度。控制器根据转动部件的转动角度计算所需要补偿的角动量值，由补偿飞轮输出补偿角动量，保证转动部件与补偿飞轮角动量之和接近于零，这样就可以抵消运动部件的动量干扰。

很多控制系统都要处理周期性参考输入或扰动信号，例如转台伺服系统要以一定的周期重复地操作运行[2]。重复控制基于内模原理将周期信号的动态模型植入系统的控制器内，从而实现对周期性参考输入信号进行高精确度跟踪或对周期性干扰信号进行有效抑制，并且这种机制在跟踪和抑制周期信号方面都取得了一定的成就[3－4]。

在角动量补偿系统工程设计中发现，跟踪转动部件周期运动时传统PID控制器在高频段有一定的相位滞后，并且转动部件在转速过零时存在的摩擦力矩会降低补偿系统的补偿精确度[5]。……