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基于力矩输出能力最优的SGCMG操纵律设计

孙志远 金光 徐开 张刘 杨秀彬

孙志远, 金光, 徐开, 张刘, 杨秀彬. 基于力矩输出能力最优的SGCMG操纵律设计[J]. 空间科学学报, 2012, 32(1): 113-122. doi: 10.11728/cjss2012.01.113
引用本文: 孙志远, 金光, 徐开, 张刘, 杨秀彬. 基于力矩输出能力最优的SGCMG操纵律设计[J]. 空间科学学报, 2012, 32(1): 113-122. doi: 10.11728/cjss2012.01.113
SUN Zhiyuan, JIN Guang, XU Kai, ZHANG Liu, YANG Xiubin. Steering Law Design for SGCMG Based on Optimal Output Torque Capability[J]. Journal of Space Science, 2012, 32(1): 113-122. doi: 10.11728/cjss2012.01.113
Citation: SUN Zhiyuan, JIN Guang, XU Kai, ZHANG Liu, YANG Xiubin. Steering Law Design for SGCMG Based on Optimal Output Torque Capability[J]. Journal of Space Science, 2012, 32(1): 113-122. doi: 10.11728/cjss2012.01.113

基于力矩输出能力最优的SGCMG操纵律设计

doi: 10.11728/cjss2012.01.113
详细信息
  • 中图分类号: V448.22

Steering Law Design for SGCMG Based on Optimal Output Torque Capability

  • 摘要: 为使SGCMG系统在有效回避奇异的同时能够较精确地输出期望力矩, 设计了一种基于力矩输出能力最优原理的SGCMG联合操纵律. 根据期望力矩矢量及SGCMG力矩输出的几何关系, 提出了新的系统奇异状态指标, 给出使力矩输出能力最优的框架角速度; 引入优化指标, 使得框架转速误差和输出力矩误差的混合二次型最小, 保证在力矩输出能力达到最优的同时也使得输出力矩误差最小. 采用奇异值分解理论证明了联合操纵律在奇异面处不存在框架锁定现象, 能够有效地逃离奇异, 同时分析了所设计操纵律的力矩输出误差. 以金字塔构型SGCMG系统为例, 对所设计的联合操纵律分别进行了恒定力矩仿真和卫星大角度机动仿真. 仿真结果表明, 联合操纵律能够顺利回避角动量奇异面, 不存在奇异鲁棒操纵律存在的框架锁定现象, 且输出力矩误差较非对角奇异鲁棒操纵律小, 能够顺利完成航天器大角度机动任务.

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-05
  • 修回日期:  2011-08-12
  • 刊出日期:  2012-01-15

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