许 莹，吕 旺，李云端，张大伟

(上海卫星工程研究所，上海 200240)



多刚体卫星转动惯量在轨辨识

许 莹，吕 旺，李云端，张大伟

(上海卫星工程研究所，上海 200240)

惯量辨识需要精确的动力学特性，针对动力学特性不可忽略太阳电池阵转动这一状况，提出一种惯量辨识方法，用于卫星本体惯量和太阳电池阵惯量的联合辨识.在建立多刚体姿态动力学基础上，针对辨识变量的耦合特性，推导带约束的优化辨识模型，再利用约束最小二乘算法求解.最后通过仿真计算验证了辨识方法的可行性.

多刚体姿态动力学；转动惯量辨识；约束最小二乘

0 引 言

卫星高精度姿态控制需要精确已知的惯量信息.地面人员在卫星发射前通过仿真计算和试验测量等方式获得卫星惯量信息.然而计算机辅助设计(CAD)软件(例如ProE)所建的模型与实际装配的卫星并不完全一致，使得惯量值存在计算误差；地面试验时由于重力以及测试设备本身的影响，所测惯量值不可避免地存在测量误差；在轨运行时活动部件转动、展开等动作以及推进剂消耗等因素都会引起惯量变化.因此，如何获得惯量的精确值是航天领域值得研究的技术之一.

目前国内外许多学者都开展了对于卫星转动惯量辨识的研究.Bergmann等[1-8]分别提出了基于递推最小二乘的在线辨识算法，以辨识惯量矩阵逆的各个分量；荆武兴等[9]提出了航天器转动惯量和质心位置的辨识方法，首次提出了参数可辨识性的分析方法；……