胡宇桑 王大轶 刘成瑞

1. 北京控制工程研究所, 北京 100190 2. 空间智能控制技术重点实验室, 北京 100190



卫星混合执行机构的可重构性研究*

胡宇桑1,2王大轶1,2刘成瑞1,2

1. 北京控制工程研究所, 北京 100190 2. 空间智能控制技术重点实验室, 北京 100190

针对含混合执行机构的姿态控制系统中常见构型配置问题进行研究，选择金字塔(PC)、五棱锥安装(FPC)的单框架控制力矩陀螺群(SGCMG)与三正一斜装、四斜装的动量轮(MW)分别进行执行机构组合构型比较。根据提出的构型评价指标，考虑各组合构型因故障进行重构情形，从角动量包络、执行机构功耗、系统控制性能、构型安装位置等方面研究卫星混合执行机构的可重构性。通过对各混合构型及其重构构型完成姿态大角度机动进行仿真，得到相关可重构性研究结论，结果表明混合执行机构的可重构性与构型安装数目及位置有着密切的关系，执行机构功耗也影响其可重构能力等，可以为卫星混合执行机构可重构性评价和设计提供相关参考。

混合执行机构；构型配置；可重构性；姿态机动

随着卫星任务需求呈现多样化趋势，使用混合执行机构成为研究热点。星上常用执行机构有：动量轮、推力器和控制力矩陀螺。与推力器相比，动量轮和控制力矩陀螺能产生精确且连续的力矩，且具有无污染、节省燃料、显著延长卫星在轨寿命等优点；动量轮提供力矩小不适于快速机动，常用于高精度三轴对地稳定控制；控制力矩陀螺在同等重量下能提供较动量轮更大的控制力矩，但有结构复杂，易发生奇异等问题。……