耿远卓，李传江，孙延超，马广富

(哈尔滨工业大学控制科学与工程系，哈尔滨 150001)

0 引 言

随着空间观测任务的多样化和复杂化以及空间观测技术的不断发展，对日观测作为空间科学的重要任务之一受到广泛关注。高精度对日观测是提升人类对太阳认知的基础，其实质就是高精度对日定向控制问题。但是由于传统卫星平台与载荷存在物理连接，卫星平台上安装的飞轮和陀螺转子高速旋转时产生的高频微振动以及太阳帆板的挠性振动通过卫星平台传递给载荷，严重影响载荷的观测精度和稳定度[1]。

为了从根本上提高卫星载荷控制精度，美国Lockheed公司于2002年首次提出“ Disturbance Free Payload (DFP)”卫星的概念，通过将载荷和平台物理隔离，形成载荷舱和平台舱的双体结构，实现了真正意义的振动隔离，为有效提升载荷的控制精度和稳定度奠定了物理基础[2]。文献[3-8]对DFP系统进行了更加深入的研究，通过地面模拟试验验证了DFP隔振性能和姿态机动能力。受DFP设计思想的启发，文献[9-10]提出了双体卫星的概念，并建立了双体卫星运动模型，设计了基于PD控制的姿态稳定控制策略。文献[11]借鉴DFP设计思想，提出了一种六自由度微振动模拟器，推导了其逆动力学模型并设计了PI控制律。文献[12]建立了DFP卫星磁浮机构对两舱作用力和力矩模型，基于PD控制实现了两舱姿态及相对位置控制。文献[1]通过Kane法对六杆球面Stewart平台进行了动力学建模，并通过六个执行器产生控制力进行振动抑制控制，并且考虑了结构参数(阻尼比、刚度系数、质心位置)不确定性。……