双框架控制力矩陀螺在航天器姿态控制系统中的应用

来源 :2008年全国博士生学术论坛(航空宇航科学与技术) | 被引量 : 0次 | 上传用户:panxuanyu
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控制力矩陀螺(CMG)是一类航天器姿态控制执行机构,具有输出力矩大、控制精度高、不消耗工质等优点,被应用于空间站等大型航天器。近年来其应用领域逐步扩展到各类具有较高机动能力的灵巧型卫星。双框架控制力矩陀螺(DGCMG)作为其中一种,能够有效降低系统奇异性,有望得到更广泛应用。文章介绍了双框架控制力矩陀螺(DGCMG)的原理,研究进展及其应用,推导了动力学方程。针对DGCMG应用的重要问题系统控制律,介绍其定义与分类,并提出了一种梯度型伪逆控制律,该控制律利用雅可比矩阵逆伪计算框架运动,并沿奇异测度函数梯度方向引入零运动进行奇异回避。该控制律具有物理意义明显、计算简单、奇异回避性好、通用性强等优点。数学仿真结果表明,该DGCMG 不易进入奇异状态,使其控制律设计大大简化,能够被用于航天器姿态控制系统中。
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