分布式遥感编队多星协同观测中的姿态控制

论文摘要

针对分布式遥感编队中的协同观测问题,本文开展了多星协同姿态控制研究。首先建立了参考航天器由对日定向到对目标凝视观测的期望姿态,设计了基于姿态、角速度偏差的比例-微分（PD）控制器,证明了闭环系统的李雅普诺夫稳定性。在此基础上,进一步建立了伴飞航天器的期望姿态,为使观测目标在参考航天器、伴飞航天器像平面上的成像位置匹配,以伴飞航天器、参考航天器的姿态之差为基础设计了伴飞航天器的PD控制器,证明了系统的稳定性。最后,对理论结果进行了仿真验证,结果显示伴飞航天器、参考航天器的相对姿态控制误差小于0.01°,精度满足分布式遥感多星协同观测的任务需求。

论文目录

• 1 引言
• 2 协同观测的任务分析
•   2.1 相关坐标系定义
•   2.2 控制目标与流程
• 3 参考航天器的姿态控制
•   3.1 期望姿态获取
•     3.1.1 期望姿态
•     3.1.2 参考航天器目标观测矢量
•   3.2 参考航天器的姿态控制
•   3.3 姿态控制误差与目标成像位置的关系
• 4 伴飞航天器的姿态控制
•   4.1 期望姿态获取
•     4.1.1 期望姿态
•     4.1.2 伴飞航天器目标观测矢量
•   4.2 协同姿态控制
• 5 仿真与结果分析
•   5.1 参数设置
•   5.2 姿态控制结果
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 方元坤,袁斌文,孟子阳,尤政,张高飞

关键词: 微小卫星,分布式遥感,协同观测,姿态控制

来源: 光学精密工程 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: 清华大学精密仪器系,西昌卫星发射中心

基金: 国家重点研发计划资助项目(No.2016YFB0500902),国家自然科学基金资助项目(No.61503249)

分类号: V448.2

页码: 58-68

总页数: 11

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