空间太阳能电站的准对日定向姿态

论文摘要

针对空间太阳能电站的俯仰姿态运动,提出一种能追踪太阳运动的准对日定向（QSP）姿态方案。此方案的太阳能电池阵列在万有引力梯度力矩的作用下,始终在垂直于太阳光的方向附近作幅值约为18. 8°的振动,且几乎不需要姿态控制力矩。准对日定向姿态方案解决了大型太阳能电池阵列对日定向所需的巨大俯仰姿态控制力矩问题。准对日定向姿态的发电效率为对日定向姿态的97. 3%,对Abacus空间太阳能电站而言每年可节省燃料约36791 kg。通过数值方法得到了准对日定向姿态的精确初始条件。随后,设计了比例-微分控制器,保证了系统存在初始姿态误差的条件下收敛到准对日定向姿态。最后研究了轨道、姿态和结构振动对准对日定向姿态的影响,并发现准对日定向姿态下的结构振动幅值比对日定向姿态减小约40倍。

论文目录

• 0 引言
• 1 简化的姿态动力学模型
• 2 准对日定向姿态方案
•   2.1 其他俯仰姿态方案
•   2.2 准对日定向姿态的概念
•   2.3 准对日定向姿态的数值构造
•   2.4 太阳光的捕捉率与姿态控制燃料比较
• 3 准对日定向姿态控制
•   3.1 控制器设计
•   3.2 控制效果数值仿真
• 4 航天器运动对准对日定向姿态的影响
•   4.1 轨道运动的影响
•   4.2 偏航和滚转的影响
•   4.3 结构振动的影响
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李庆军,邓子辰,王艳,王嘉琪

关键词: 空间太阳能电站,万有引力梯度力矩,准对日定向姿态,姿态控制

来源: 宇航学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 西北工业大学工程力学系

基金: 国家自然科学基金(11432010,11572254)

分类号: V442

页码: 29-40

总页数: 12

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