大型挠性卫星动力学与自抗扰控制研究

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1、工学硕士学位论文大型挠性卫星动力学与自抗扰控制研究杨会波哈尔滨工业大学2008年8月国内图书分类号:V474.2国际图书分类号:629.623.72工学硕士学位论文大型挠性卫星动力学与自抗扰控制研究硕士研究生：杨会波导师：李顺利副教授申请学位：工学硕士学科、专业：飞行器设计所在为位：航天工程系答辩日期：2008年8月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：V474.2U.D.C.：629.623.72ADissertationfortheDegreeofM.Eng.RESEARCHONLARGEFlEXIBLESATELLITEDYNAMICSANDACTIVEDI

2、STURBANCEREJECTIONCONTROLCandidate：YangHuiboSupervisor：AdjunctProf.LiShunliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：SpacecraftDesignAffiliation：Dept.ofAstronauticsEngineeringDateofOralExamination：August,2008University：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着航天技术的不断发展，研制跟踪与数据中继

3、卫星技术成为必然，为解决中继星动力学系统建模的复杂性问题，各国学者提出了众多建模方法，其中包括柔性多体系统动力学的单向递推组集建模方法，该方法旨在获得一种能提高仿真计算精度、效率与稳定性的数值计算模型。本文根据跟踪与数据中继卫星的特点，太阳帆板为附件中最大的柔性附件，模型不考虑液体晃动，天线未打开的状态，只考虑中心刚体和帆板，先建立帆板单柔体的动力学，又根据运动学递推关系，得到卫星系统的动力学模型。中继星除受到空间的一些干扰力矩，反作用飞轮的力矩外，在太阳帆板展开过程中主要受到太阳帆板展开驱动机构、展开控制机构、锁定机构所产生的力矩，确定帆板的技术参数，应用有限元分析，求出振动参数。用

4、Pro-ENGINEER建立中继星的立体模型，从而得到质量特性参数。建立的动力学模型，利用matlab搭建模型，并且对太阳帆板展开的动态过程进行了仿真，并对仿真结果进行分析。继而进行了自抗扰姿态控制器设计,并对姿态角和姿态角速度的响应等方面进行分析，表明自抗扰姿态控制器,,对实现挠性多体卫星的高精度高稳定度姿态控制,具有一定的应用价值。关键词：太阳帆板；单向递推组集；有限元；自抗扰控制I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAlongwiththedevelopingofspaceflighttechnique,It’snecessaryto developanewgenera

5、tionTrackingandDataRelaySatellite.Withthepurposeof solvingcomplicatedquestionofdynamicmodeling,thescholarsalloverthe worldputforwardmanymeansofmodeling.Thereisameansofmodeling, calledmeansofsimplexrecursivemodeling.Thismeansaimsatanew,whichis providedwithhighprecision,highefficiencyandmorestable

6、.AccordingtothefeatureofTrackingandDataRelaySatellite,thesolar wingssize,lightweight,theyneedtotreatitasalargeflexiblebodyforscrutiny. Consideringthekinematicsrecurrencerelationbetweentheflexiblebodies,we buildthedynamicmodeloftheTrackingandDataRelaySatellitesystem. Thesatellitesystemnotonlygett

7、hetorquescontaininginterferencetorque, andthecounteractionfliertorque,butitalsodeservestorqueofoutspreadlock machineandresistancetorque.Wegetthetechnicparameterandthevibration parameteroftheSolarwingsbyfiniteelementanalysis.