王献忠 张 肖 张丽敏

1.上海航天控制技术研究所，上海200233 2.空间智能控制技术重点实验室，上海200233



近地零动量卫星干扰力矩飞轮补偿控制

王献忠 张 肖 张丽敏

1.上海航天控制技术研究所，上海200233 2.空间智能控制技术重点实验室，上海200233

对于配置单翼太阳帆板的近地卫星，气动干扰力矩严重影响近地卫星姿态控制。首先进行对日定向时气动干扰力矩分析；接着针对气动干扰力矩设计飞轮补偿控制算法，并采取弱偏置措施防止飞轮过零干扰；最后通过仿真验证了干扰力矩补偿控制算法的有效性，并可大幅减小磁力矩器磁矩。 关键词 卫星；姿态控制；零动量控制；飞轮；磁力矩器

近地空间稀薄大气不仅会影响卫星轨道，还会对卫星姿态控制产生较大的气动干扰力矩，特别是安装单翼太阳帆板进行二维对日定向控制的近地卫星，如轨道高度200～300km的卫星，气动干扰力矩幅值可达100g·cm。

磁力矩器只能进行二轴姿态控制，全磁控制一般用于星体角速率阻尼[1]，卫星稳态运行时一般采用飞轮加磁控制[2]。不需要快速姿态机动的卫星一般采用偏置动量控制，偏置动量卫星磁力矩器用于动量轮卸载和章进动控制[3-5]；目前较多卫星采用零动量控制，零动量卫星磁力矩器一般用于对飞轮角动量卸载[2，6]，国内外学者也对磁和飞轮联合控制进行了研究[7-10]，磁和飞轮联合控制时磁力矩器除了对飞轮卸载，还直接用于星体姿态控制。

气动力与卫星相对大气的飞行速度方向相反，产生的气动干扰力矩与卫星的飞行速度方向正交，一般作用在卫星的Z轴。……