论文摘要：变速遏制动量矩陀螺的模样遏制本领接洽

跟着航天工作的兴盛，新颖航天器的工作越来越搀杂，对航天器在分量、构造、疏通个性和遏制精度等上面的诉求越来越高，诉求模样遏制体例不妨供给较大的遏制动量矩而且符合大的动量矩变革范畴。遏制动量矩陀螺（CMG）无疑是最理念的实行组织。变速遏制动量矩陀螺（VSCMG）是旋子转速不妨变革的遏制动量矩陀螺。也即是说，它是单框架遏制动量矩陀螺（SGCMG）和反效率轮（RW）的搀和体，兼具两者的便宜。VSCMG比同构型的SGCMG的遏制自在度多出一倍，所以，VSCMG在模样遏制的同声，还兼备保存能量和侧目怪僻的特性。本舆论接洽带有变速遏制动量矩陀螺的模样能源学与遏制题目，其接洽实质重要囊括以次几个上面：开始沿用拟拉格朗日方程，创造了带有 个VSCMG的航天器的能源学模子以及VSCMG的框架和旋子伺服体例的能源学方程。所得以VSCMG为实行组织的能源学模子过程一定的假如后，还不妨获得磁体能源学模子、仅以CMG或RW/MW为实行组织的能源学模子。对准保守的SGCMG和储能/姿控一体化（IPACS）中的VSCMG两种各别的陀螺群举行了动量包络计划和构型领会。创造了SGCMG的角动量方程，领会了构型怪僻题目，沿用穷举的本领画出遏制动量矩陀螺的动量包络，并给出了动量效率，提出动量包络等高线的观念来领会动量包络，得出了SGCMG的动量包络的最小值确定在陀螺轴目标的论断。对能量给定的情景下对VSCMG的角动量举行了领会，按照暂时功夫陀螺旋子积聚的能量计划出角动量包络面，比拟了SGCMG与VSCMG的角动量包络的各别。对准运用VSCMG的IPACS题目，鉴于无源遏制表面安排了模样盯梢遏制律，并对模样遏制中VSCMG的怪僻性举行了领会，安排了VSCMG的安排律。经过对功率怪僻的设置，得出了功率怪僻制止的充溢前提。经过投影矩阵表面安排了用来实行IPACS 的VSCMG的安排律，并辨别从不商量功率丢失的开环遏制和商量功率丢失的闭环遏制两个上面举行了功率盯梢题目的接洽，安排了闭环能量保存的遏制律，个中商量了轮速平稳。对准在实行组织VSCMG模子不决定和生存外界干预情景下航天器的模样盯梢题目举行了接洽。在商量实行组织模子参数不决定和有外干预的情景下,模样缺点能源学方程为多输出多输入的非线性体例。对准多输出多输入的非线性方程，安排了一种鲁棒自符合遏制律，并鉴于Lyapunov表面给出了在该遏制器效率下闭环体例的抑制性表明。为了制止估量参数过大引导VSCMG堕入怪僻，沿用了润滑投影算法矫正了自符合遏制律。对准精巧小卫星赶快灵活、精巧性高的特性，计划接洽了在小卫星上运用“迷你型”VSCMG动作实行组织举行模样盯梢的非线性遏制题目。在商量小卫星在轨运转时卫星参数的不决定性和遭到空间情况干预的感化，安排了滑模变构造模样盯梢遏制器，并商量了遏制输出受限的题目。对准广义怪僻鲁棒安排律（GSR）在隐藏怪僻时会引导确定的输入动量矩缺点这一究竟，对GSR安排律举行了矫正，提出了一种新的安排律，进而保护小卫星精确的模样盯梢。舆论结果接洽了运用VSCMG的挠性航天器模样平静以及模样灵活题目。创造了带VSCMG的挠性航天器能源学模子和灵验载荷转化元件的能源学模子，经过对模子的减维处置，把航天器多个灵验载荷转化元件疏通对航天器的扰动变化为航天器的内干预动量矩，把航天器本质与灵验载荷转化元件辨别独力遏制，经过前馈遏制来取消灵验载荷转化元件疏通对航天器的感化。为了模样宁静和控制挠性振荡，安排了工程上最基础的PID遏制律。在VSCMG的安排律安排题目上，鉴于带牵制的最优化表面提出了一种新的具备定性评介目标的最优安排律，并对准VSCMG框框架结构型怪僻提出了新的怪僻襟怀。为了制止VSCMG角动量到达饱和，安排了磁卸载的动量处置计划。对准挠性航天器三轴同声模样灵活时挠性附属类小部件的振荡控制题目，将星体大观点模样灵活题目变化为缺点四元数的安排题目，鉴于Lyapunov本领安排了一种仅运用模样四元数而不需角速率丈量、挠性别变化形位移及速度丈量的动静输入反应器。舆论对准简直航天工作举行了数值仿真，截止考证了舆论中表面领会和安排截止的精确性和灵验性。舆论的接洽为变速遏制动量矩陀螺的工程运用供给了表面普通和本领扶助。