张震亚 韩艳铧 贾 杰

1. 南京航空航天大学航天学院，南京210016 2. 南昌航空大学信息工程学院，南昌330063



带移动滑块的太阳帆航天器动力学建模与姿态控制*

张震亚1韩艳铧1贾 杰2

1. 南京航空航天大学航天学院，南京210016 2. 南昌航空大学信息工程学院，南昌330063

针对以移动滑块为控制执行机构的太阳帆航天器，基于拉格朗日分析力学建立了航天器—滑块两体系统非线性耦合动力学模型。为简化控制律设计，将控制回路分为内外环，并分别设计控制律。外环以航天器姿态为受控变量，滑块位移为控制输入；内环以滑块位移为受控变量，滑块驱动力为控制输入。最终将控制律代入系统原非线性模型，以行星际太阳帆航天器姿态控制任务为例进行数值仿真。仿真结果表明，以移动滑块为执行机构，采用所设计控制律，可以实现太阳帆航天器快速姿态调整及长期姿态保持。

太阳帆；姿态控制；动力学建模；移动滑块

太阳帆航天器以太阳光压作为推进力进行飞行。作为一种采用全新推进方式的航天器，由于其无需消耗大量燃料即可在太阳光压持续推进下达到很高的速度，因而成为近年来航天领域的研究热点。

太阳帆具有质量轻，体积巨大的结构特点，其自身转动惯量较大。限于制造装配工艺水平，太阳帆航天器质心往往不与光压压心重合，因此,光压会对太阳帆产生比普通航天器大得多的姿态干扰力矩。若采用传统的姿控执行机构，如动量轮系统或化学燃料推进器等对太阳帆的姿态进行控制，则需要消耗大量的能量或燃料[1]。……