基于干扰观测器控制的卫星姿态控制方法研究

123456aa · 发表于 2022-5-1 16:13:01

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雅宝题库解析：
在轨运行的卫星都承担一定的探测、开发和利用空间的任务，为了完成这些任务，对卫星的姿态提出了各种要求，这些要求都可以归纳为姿态控制。由于卫星的结构日趋复杂化，运动因素复杂多样，控制要求也大幅度提高。在轨运行的卫星不可避免地受到各种外干扰和内干扰的扰动，并且这些干扰力矩的大小也是变化的，即具有不确定性，从而很难建立精确的数学模型。本文主要完成了以下几个方面的内容：在MATLAB/SIMULINK中建立了风云三号卫星的姿态动力学模型，特别重视了其中空间环境干扰力矩的建模，执行机构采用的是飞轮控制，仿真结果显示，该模型在稳态控制上取得了良好的效果；然后对传统的动力学模型加以改进，考虑了极轨卫星中，轨道平面进动对其稳态控制的精度和稳定度影响，并给出相应的仿真算例，结果显示了该因素对稳态控制的影响效果。针对干扰力矩建模的复杂性，本文在阅读大量文献和方法的基础上，从理论上简化了卫星的姿态动力学模型，然后在MATLAB/SIMULINK中建立了相对简化的姿态动力学仿真模型。在此仿真平台上，设计了干扰观测器，并将观测出的干扰力矩与之前建立的干扰力矩模型的结果进行对比分析。结果显示，干扰观测器的观测结果有一定的可参考价值。随后加入飞轮的稳态控制模型，并给出仿真算例，结果证明了基于干扰观测器控制的卫星姿态控制方法有一定的有效性。

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