刘付成,朱东方,宋 婷,张志伟,黄 静,孙 俊

(1.上海市空间智能控制技术重点实验室,上海 201109; 2.上海航天控制技术研究所,上海 201109)

带大惯量运动部件卫星姿态高精度复合控制研究

刘付成1、2,朱东方1、2,宋 婷1、2,张志伟1、2,黄 静1、2,孙 俊1、2

(1.上海市空间智能控制技术重点实验室,上海 201109; 2.上海航天控制技术研究所,上海 201109)

对有大惯量运动部件的三轴稳定卫星在稳态运行期间高精度高稳定度控制方法进行了研究。提出了一种卫星姿态高精度动态补偿控制算法：先基于卫星姿态动力学模型与卫星有效载荷运动部件摆动规律，设计了姿态稳定反馈控制律和补偿摆动部件干扰力矩的前馈控制器，用前馈-反馈控制的复合控制算法，消除运动部件摆动对卫星姿态控制系统产生干扰力矩的负面影响；再用干扰观测器修正因通信延迟造成的补偿残余力矩，设计了扰动观测器对前馈补偿残余力矩进行辨识，进一步补偿修正残余力矩，以保证控制系统的性能指标。仿真结果表明：该法能有效补偿干扰力矩并提高控制精度，实现的卫星姿态控制精度优于0.005°，姿态稳定度优于5×10-5(°)/s。

卫星姿态； 大惯量运动部件； 高精度控制； 前馈-反馈控制； 干扰观测器； 复合控制； 通信延迟； 残余力矩

0 引言

随着空间任务要求的不断提高，现代卫星的结构越来越复杂，作为卫星的核心部分，有效载荷对卫星姿态高精度、高稳定度提出了越来越高的要求。卫星常携带帆板、天线和多种有效载荷以完成更多的科学任务，各种载荷、天线等在运行过程中需进行摆动，从而产生干扰力矩，影响卫星的姿态控制精度和稳定度[1]。……