张尧 金磊 徐世杰

（1 北京理工大学宇航学院，北京100081）（2 北京航空航天大学宇航学院，北京 100191）

1 引言

目前的遥感卫星以及侦察卫星为能实现星上光学有效载荷的成像时间和成像精度要求，需要星本体在快速机动过后具有快速稳定的能力。国外许多先进的卫星都具备快速姿态机动与快速稳定的性能，如美国商业卫星WorldView 系列以及高级KH－11可见光成像侦察卫星等［1］。

对于这类具有快速机动快速稳定能力的卫星，常使用的星上执行机构是控制力矩陀螺（CMG），它能够提供较大的力矩输出且对空间环境无污染［2－3］。但是由于CMG 转子在加工中产生的静动不平衡以及机械轴承的生产缺陷使其成为了星上重要的振动源之一，将直接影响星体的姿态精度和稳定度［4］。为了能够满足光学有效载荷的成像精度要求，需要重点分析控制力矩陀螺这种扰动源的扰动特性，并能够根据任务要求提出CMG 的性能指标约束。

在扰动建模方面，多集中在对飞轮的研究上，如Melody采用与哈勃望远镜相同的机械轴承飞轮，通过大量试验建立了飞轮干扰的经验模型和分析模型［5］；Masterson等在Melody所建立的飞轮扰动模型的基础上，建立了Ithach B和Ithaco E类型飞轮的扰动模型。这些飞轮经验模型和分析模型在后来的飞轮扰动对载荷抖动的影响分析以及飞轮隔振系统设计中得到了广泛的应用［6］，如：高等X 射线天体物理设备、航天空间干涉仪任务、太阳动态观测任务、詹姆斯韦伯望远镜、GONES－N 航天器、类地行星探测器等［7－10］。……