国家自然科学基金(10172012)
- 作品数：7 被引量：68H指数：6
- 相关作者：徐世杰汤亮贾英宏陈统更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学哈尔滨工业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金航天支撑技术基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 采用变速控制力矩陀螺的航天器自适应姿态跟踪和稳定控制研究被引量：20
- 2006年
- 研究以变速控制力矩陀螺群(VSCMGs)为主执行机构的卫星功率/姿态一体化控制(IPACS)问题。针对卫星的三轴稳定控制和相对惯性系的姿态跟踪问题分别设计了两类自适应控制器,二者都考虑了执行机构的动力学特性,并进行了稳定性的证明。其中前者采用相对姿态描述,可以避免三轴稳定飞行中因惯性姿态旋转方向的选择而引起的控制力矩突变;后者采用改进的罗得里格斯参数(MRPs)描述姿态,简化了控制器设计过程并避免了运动学奇异。对姿态误差的描述,前者采用小姿态角假设下的偏差形式,后者采用现时姿态与期望姿态之间的方向余弦矩阵,更具有合理性。设计了能够逃离奇异、并具有轮速平衡功能的VSCMGs的操纵律,并应用磁力矩器为VSCMGs进行动量卸载。最后,通过两个算例进行了仿真,验证了所设计系统的可行性和有效性。
- 汤亮徐世杰
- 关键词：自适应跟踪变速控制力矩陀螺能量转换
- 使用单框架控制力矩陀螺的空间站姿态控制系统建模与仿真被引量：21
- 2003年
- 研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)的空间站的姿态控制。完成空间站在轨三轴稳定飞行模式下的动力学和执行机构的建模。基于最小二乘意义下的伪逆原理设计了 SGCMGs的控制律。对于框架构形的隐奇异 ,采用零运动躲避的算法。同时建立了框架电机的动力学、干扰和控制器的仿真模型。提出了适合工程应用的SGCMGs构形显奇异和饱和奇异的工程性的判断条件及卸载方法。为了探讨伺服机构对系统响应特性的影响 ,进行了分系统级的仿真。仿真模型中包括了空间环境力矩、敏感器及姿态确定模型。仿真中使用了五棱锥构形的SGCMGs,这种构形具有好的冗余度和大的角动量包络。仿真结果验证了五棱锥构形
- 汤亮贾英宏徐世杰
- 关键词：空间站单框架控制力矩陀螺敏感器仿真
- 采用平行构型变速控制力矩陀螺群的航天器姿态控制被引量：8
- 2003年
- 研究了平行构型变速控制力矩陀螺群的控制律及其在航天器姿态控制中的应用。首先建立了以变速控制力矩陀螺为执行机构的航天器姿态动力学模型,并给出了全局渐近稳定的姿态反馈控制律。将每一对框架平行的陀螺作为独立的单元控制,引入了与控制力矩陀螺的框架运动相关的动坐标系,在此基础上给出了控制力矩陀螺的一种控制律。此控制律使陀螺群在奇异状态下仍具有可控性,并且力矩误差在动坐标系的某一方向始终为零,从而利用共轴的构型特点和陀螺转子的可变速性补偿控制力矩陀螺的力矩误差,使变速控制力矩陀螺群的输出力矩与期望的力矩相等。最后以双平行构型为例,对航天器的姿态稳定控制进行了数值仿真,并给出了一种控制力矩的分配方案。仿真结果证明了控制律算法的有效性。
- 贾英宏徐世杰
- 关键词：变速控制力矩陀螺
- 采用单框架控制力矩陀螺群的卫星侧摆机动控制研究被引量：7
- 2003年
- 研究使用单框架控制力矩陀螺群 (SGCMGs)进行卫星姿态侧摆机动控制。研究频繁机动情况下由五棱锥构形和金字塔构形陀螺群进行侧摆机动控制的可行性 ,并探讨陀螺群构形奇异的避免问题。针对不同的陀螺群构形设计了不同的控制律 ,并比较两种构形的控制特性的异同。仿真结果验证了使用SGCMGs实现侧摆机动控制的有效性。
- 汤亮徐世杰
- 关键词：卫星控制律
- 航天器附件展开动力学仿真被引量：6
- 2005年
- 用Newton-Euler法建立了中心刚体带挠性附件的航天器动力学方程, 进行挠性附件展开的动力学仿真,研究附件展开对主体姿态的影响。当航天器 附件展开机构失效时,利用航天器姿态抖动来帮助展开附件。本文用ADAMS软 件建立了航天器的虚拟物理模型,用ADAMS和Matlab/Simulink联合仿真了航 天器姿态抖动过程。仿真结果表明此方法是有效的。
- 陈统徐世杰
- 关键词：航天器挠性附件多体动力学
- 采用变速控制力矩陀螺的一种姿态/能量一体化控制研究被引量：19
- 2003年
- 本文研究采用变速控制力矩陀螺 (VSCMG)的航天器姿态 /能量一体化控制技术。首先建立了以变速控制力矩陀螺为执行机构的航天器姿态动力学模型 ,并给出了全局稳定的姿态反馈控制律。以控制力矩陀螺群的构型奇异量度为依据 ,分别考虑了 VSCMG的控制力矩陀螺 (CMG)工作模式和反作用飞轮 (RW)工作模式。在陀螺群接近奇异时启用转子的反作用飞轮工作模式来补偿控制力矩陀螺采用鲁棒伪逆操纵律时所引起的力矩误差 ;在陀螺群远离奇异状态时 ,用控制力矩陀螺来补偿转子储能带来的干扰力矩。在姿态控制的同时利用转子的变速特性 ,完成按照给定的功率存储 /释放能量 ,并在陀螺群远离奇异状态时对储能过程中转子的转速进行调节 ,以保持良好的动量包络外形。最后以某航天器的姿态控制为例 。
- 贾英宏徐世杰
- 关键词：变速控制力矩陀螺储能
- 灵敏小卫星能量/姿态一体化控制研究被引量：4
- 2005年
- 研究应用变速控制力矩陀螺群(VSCMGs,VariableSpeedControlMomentGyros)作为主执行机构,完成灵敏小卫星多目标快速姿态机动时的能量姿态一体化控制问题.在考虑执行机构饱和、机动任务要求和敏感器测量与跟踪能力受限等情况下,设计了非线性的姿态能量一体化控制器,对由于频繁的姿态机动引起的姿态四元数的漂移进行了整定.设计了VSCMGs的操纵律.按是否接近框架构型奇异,合理分配了操纵任务,并设计了相应的操纵方法.对采用金字塔构型的VSCMGs进行了较为严格的仿真,结果表明卫星在机动中达到了快速和稳定的要求,同时能够满足能量控制要求和VSCMGs转子转速的平衡.
- 汤亮徐世杰
- 关键词：控制力矩陀螺仪能量转换
