低轨通信小卫星的姿控技术研究与实时仿真
文献类型：学位论文
| 作者 | 胡静珍 |
| 答辩日期 | 2004-04-28 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 朱振才 |
| 关键词 | 轮控 主动磁控 固定增益控制 实时仿真系统 数学仿真 半物理仿真 实时仿真 |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 英文摘要 | 本文的主要内容是设计低轨通信小卫星的姿控系统方案，然后为提高姿控系统的可靠性，设计实时仿真系统，并利用此仿真系统进行实时仿真。姿控方案要求具有成本低、功耗低、可靠性高的特点。而仿真系统则要求能快速简便的实现设计、分析和仿真验证的一体化，具有一定的通用性。首先，本文对指向精度高的反作用轮＋重力梯度控制方式进行了研究和仿真实现。然而，动量轮具有质量大，功耗大，易饱和的缺陷，为此对于通信小卫星这种中等指向精度要求的小卫星引进另一种很有诱惑力的控制方式－纯磁控。利用地磁场和磁力矩器磁矩的相互作用产生控制力矩来实现姿态控制，具有成本低、功耗低、质量轻、可靠性高等优点。根据地磁场在近极地LEO轨道上呈近似周期性变化的特点，本文基于周期线性控制方理论对纯磁控进行了研究分析，论证了其可行性。基于降低卫星功耗和简化控制算法的考虑，进一步提出固定增益控制方式。在论述了固定增益控制的理论可行性后，本文还对此进行了数学仿真，证明了固定增益控制的算法有效性。为了降低研制成本，提高系统可靠性，系统仿真是研制过程中的重要一环，是系统高可靠性的保证。本文为此设计了基于dSPACE仿真系统的实时仿真系统。此仿真系统具有一定的通用性和适用性，可扩张性和移植性强，开发效率高，实时性好，能实现设计、分析和仿真验证的一体化，可以进行卫星姿控系统的数学仿真和半物理仿真；使用MATLAB/Simulink进行的离线仿真是一种非实时的仿真，与真实的控制系统有极大区别。真实的控制系统基于实时操作系统。为此要验证控制算法的可行性，提高控制系统的可靠性，实时仿真是必须的。利用本文设计的仿真系统对上述的轮控和主动纯磁控两种控制方案进行实时仿真，利用更加逼近真实环境的仿真环境有效方便的验证这两种算法的实时性和可行性，同时也验证仿真系统的实时性，快速性。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-06-25 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4187]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 胡静珍. 低轨通信小卫星的姿控技术研究与实时仿真[D]. 中国科学院研究生院. 2004. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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