微小衛(wèi)星三軸穩(wěn)定姿態(tài)控制系統(tǒng)設計.pdf

1、微小衛(wèi)星具有重量輕、體積小、研制成本低等特點,在空間任務中起著非常重要的作用.姿態(tài)控制系統(tǒng)是微小衛(wèi)星完成各種任務的基本前提,是微小衛(wèi)星的關鍵技術和研究重點.本文主要針對某型微小衛(wèi)星,對其姿態(tài)控制系統(tǒng)進行了研究.首先研究了星體模型.根據(jù)微小衛(wèi)星的特點,分析了星體參數(shù)不確定性和各種空間環(huán)境干擾力矩,推導出微小衛(wèi)星的姿態(tài)動力學模型,并對模型進行了線性化處理.隨后主要研究了微小衛(wèi)星的魯棒H<,∞>姿態(tài)控制規(guī)律.詳細說明了H<,∞>控制的理論和算

2、法,并運用H<,∞>控制方法設計了微小衛(wèi)星姿態(tài)的狀態(tài)反饋控制律.在控制律的求解過程中引入了LMI方法,大大簡化了計算過程.最后結合微小衛(wèi)星的姿態(tài)動力學模型在MATLAB中進行仿真,仿真結果證明H<,∞>控制可使系統(tǒng)具有良好的魯棒性和抗干擾能力.H<,∞>控制方法提高系統(tǒng)魯棒性是以犧牲系統(tǒng)的其他性能為代價的.為此,我們又設計了微小衛(wèi)星姿態(tài)的H<,2>/H<,∞>混合控制器.此控制器結合H<,∞>控制和H<,2>控制的優(yōu)點,可以使整個系統(tǒng)既