优秀研究生学位论文题录展示

现代小卫星主动磁控方法及设计与仿真一体化系统研究

专 业: 飞行器设计
关键词: 小卫星 主动磁控 大角度姿态机动 一体化设计
分类号: V474
形 态: 共 137 页 约 89,735 个字 约 4.292 M内容
阅 读: 全文阅读说明

内容摘要


重点研究了小卫星主动磁阻尼与磁捕获控制算法。

针对具有重力梯度稳定特性的小卫星,提出了Lyapunov能量耗散控制算法,选择系统Lyapunov函数作为控制指标,利用分区控制的方法保证重力梯度杆的正确指向,其中在增加角度反馈时,分别采用了拟PD控制算法和自适应控制算法确定期望的磁控力矩;对于非重力梯度稳定小卫星,提出了两种主动磁控的算法:(1)应用变结构控制理论设计控制器,确定期望的磁控力矩,并提出一种磁偶极子的分配原则,有效地提高了磁控效率;(2)提出了一种模糊控制器设计方法,可以对期望的磁偶极子进行设计,在输入变量数值较小时,可以有效改善系统的灵敏度和动态特性。

仿真结果表明,这些方法采用非线性设计理论,具有设计简单、鲁棒性好、控制效率高、易于在轨实现等特点。

系统研究了基于磁控和反作用轮控的小卫星姿态大角度机动控制算法。

该文利用磁力矩器和反作用飞轮进行联合控制,在机动初末状态已知的条件下,提出了一种绕欧拉轴机动的近似时间最短控制算法;在机动初始状态任意的情况下,应用极大值原理和变结构控制理论,提出了一种分步优化的控制算法。

数学仿真结果表明了这些控制算法的有效性,并显示了联合控制的优越性。

同时,对基于反作用轮控的绕欧拉轴机动控制算法进行了半实物实时仿真验证……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1课题背景
1.1.1课题来源
1.1.2课题研究的目的与意义
1.2国内外研究现状
1.2.1引言
1.2.2小卫星姿态确定与控制理论和方法研究现状
1.2.3小卫星设计与仿真一体化系统研究现状
1.3本文的主要研究工作
第2章 小卫星主动磁控基础知识
2.1引言
2.2坐标系
2.3星体姿态运动学模型
2.4星体动力学模型
2.4.1刚体卫星欧拉动力学方程
2.4.2作用在卫星上的环境力矩
2.5地磁场模型
2.5.1 I GRF地磁场模型
2.5.2地磁场矢量在不同坐标系下的表示
2.6本章小结
第3章 磁强计定姿理论与方法研究
3.1引言
3.2磁强计标定算法
3.3 Kalman滤波算法基础
3.3.1 Kalman滤波算法
3.3.2误差方差矩阵
3.3.3误差协方差阵的奇异性及其解决
3.3.4四元数的规范化处理
3.3.5卡尔曼滤波算法的参数调整
3.4基于磁强计和速率陀螺的姿态确定算法
3.4.1扩展的卡尔曼滤波算法
3.4.2数学仿真与结果分析
3.5本章小结
第4章 小卫星主动磁控理论与方法研究
4.1引言
4.2重力梯度小卫星主动磁控理论与方法
4.2.1重力梯度小卫星Lyapunov能量耗散原理
4.2.2分区控制算法
4.2.3控制系统设计
4.3非重力梯度稳定小卫星主动磁控理论与方法
4.3.1解耦的变结构控制算法
4.3.2控制系统设计及算法鲁棒性分析
4.3.3模糊控制器设计
4.3.4模糊控制器特性分析
4.4脉宽调制方法的工程应用
4.5数学仿真与结果分析
4.6本章小结
第5章 基于磁控和轮控的姿态大角度机动算法
5.1引言
5.2基于机动轨迹跟踪的绕欧拉轴机动控制算法
5.2.1机动轨迹的规划
5.2.2绕欧拉轴机动控制算法
5.2.3算法鲁棒性分析
5.2.4数学仿真与结果分析
5.3基于变结构控制的机动算法
5.3.1星体转动的最优修正角速度
5.3.2解耦的变结构控制器设计
5.3.3数学仿真与结果分析
5.4本章小结
第6章 小卫星设计与仿真一体化系统研究
6.1引言
6.2一体化系统构成、功能与主要特点
6.2.1系统设计平台构成与功能
6.2.2系统设计平台的建立
6.2.3软硬件开发测试平台的构成与功能
6.2.4一体化系统的主要特点
6.3一体化系统半实物仿真应用
6.3.1姿态大角度机动控制半实物仿真验证
6.3.2星载计算机双机容错方案半实物仿真验证
6.4本章小结
结论
参考文献

相似论文

  1. “TXZ”微小卫星结构设计与分析,68页,V474.6
  2. 大挠性多体结构卫星刚柔耦合动力学研究,89页,V474 V414 V448.22
  3. 带复杂天线的挠性卫星动力学建模与控制,53页,V474.26 V448.22
  4. 天基红外预警卫星预警过程仿真研究,66页,V474.274
  5. 40J脉冲等离子体推力器(PPT)性能研究,46页,V474
  6. 基于卫星定位的组合系统在移动目标监控中的应用研究,69页,V474.2 TP274
  7. 基于模型的卫星姿控系统鲁棒故障诊断技术,108页,V474
  8. 卫星总体参数对遥感图像质量影响的研究,52页,V474.261 V444.22
  9. 军用侦察卫星星座技术研究,113页,V474.27
  10. 月球车视觉导航中位置和姿态的确定方法,57页,V476.3 V249.325
  11. 预测理论与技术在航天器故障诊断中的应用研究,124页,V47 TP277
  12. 向月飞行轨道多圆锥截线法研究,57页,V476
  13. 气动力辅助轨道转移飞行器大气飞行最优导引律设计,54页,V476
  14. 月球探测器软着陆制导控制方法研究,69页,V476.3 V525.5
  15. 再入机动弹头姿态控制研究,87页,V471 V525
  16. 空间站控制力矩陀螺驱动控制系统研究,83页,V476
  17. 月球车视觉系统方案研究,70页,V476.3
  18. CE-1微波探测仪地面定标技术研究,57页,V476.3 TL652
  19. 月球车驱动控制技术的初步研究,59页,V476.3 V448.2
  20. 运载火箭固体捆绑技术研究,75页,V475.1 V435.1
中图分类: > V474 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天器及其运载工具 > 人造卫星

© 2012 book.hzu.edu.cn