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为满足现代空间卫星任务的需求,要求卫星在轨运行过程中保持稳定的姿态。由于空间环境的复杂性,卫星运行过程中受到环境干扰力矩的影响,姿态可能发生偏转或偏离轨道,为此需要对卫星姿态进行稳定控制。随着当代航天技术的持续发展,卫星的结构趋于多样化,卫星所带的挠性结构数目和尺寸不断增加。这些挠性附件容易因受到外界干扰而发生振动,因此有必要对挠性结构的振动进行有效的抑制。本文以绳系太阳能发电卫星作为研究对象,对卫星姿态控制和大型挠性太阳能帆板主动振动抑制方法进行了研究。 首先,针对绳系太阳能发电卫星系统建立了卫星姿态动力学模型和太阳能帆板数学模型。基于常用的坐标系和欧拉角姿态描述方法,利用Newton-Euler法建立了卫星姿态动力学模型,并给出了卫星小角度姿态运动时的简化模型。同时利用Hamilton原理建立了太阳能帆板偏微分方程形式的数学模型。 其次,对于太阳能发电卫星在轨运行过程中的姿态稳定控制问题,采用重力梯度力矩被动控制和以反作用飞轮系统为执行机构的主动控制相结合的控制方法。在考虑常值扰动力矩的影响下,设计了线性二次型调节器和自适应估计器相结合的姿态稳定控制器,以反作用飞轮系统作为执行机构实现该控制律。仿真结果验证了该控制方法能快速有效地实现太阳能发电卫星的姿态稳定。 最后,对于绳系空间太阳能帆板结构的振动抑制问题,根据所建立的太阳能帆板偏微分方程形式的数学模型设计了主动振动控制器。提出了以绳索作为作动器,通过改变绳中拉力抑制挠性结构的振动,并在此基础上基于任务函数方法设计了主动振动抑制控制器,以绳索作为执行机构实现此控制律。考虑短时正弦扰动力矩的影响,通过仿真验证了此方法所设计的主动振动控制系统能够有效地抑制大型太阳能帆板结构的振动。