| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 注释表 | 第17-19页 |
| 1 绪论 | 第19-32页 |
| 1.1 课题研究的背景、目的和意义 | 第19-20页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第20-29页 |
| 1.2.1 微纳卫星固体推进技术发展概况 | 第20-23页 |
| 1.2.2 质量矩控制技术发展概况 | 第23-29页 |
| 1.3 本文的组织结构 | 第29-32页 |
| 2 固体推进卫星质量矩姿态控制建模 | 第32-54页 |
| 2.1 引言 | 第32页 |
| 2.2 坐标系定义与转换 | 第32-34页 |
| 2.2.1 坐标系定义 | 第32-33页 |
| 2.2.2 坐标系转换 | 第33-34页 |
| 2.3 姿态欧拉角与四元数 | 第34-38页 |
| 2.3.1 欧拉角及运动学方程 | 第34-36页 |
| 2.3.2 四元数及运动学方程 | 第36页 |
| 2.3.3 四元数与欧拉角的相互转换 | 第36-38页 |
| 2.4 系统描述 | 第38-42页 |
| 2.4.1 活动质量块配置 | 第38-40页 |
| 2.4.2 符号说明 | 第40-41页 |
| 2.4.3 推进剂装药形式 | 第41-42页 |
| 2.5 固体火箭发动机的扰动模型 | 第42-47页 |
| 2.5.1 固体火箭发动机推进飞行器的运动描述 | 第43-44页 |
| 2.5.2 喷气阻尼力矩 | 第44-45页 |
| 2.5.3 推力偏心力矩 | 第45-47页 |
| 2.6 八自由度动力学模型建立 | 第47-52页 |
| 2.6.1 法则与定理 | 第47-49页 |
| 2.6.2 系统三维平动动力学方程 | 第49-51页 |
| 2.6.3 绕形心三维转动动力学方程 | 第51-52页 |
| 2.6.4 二维滑块平动动力学方程 | 第52页 |
| 2.7 本章小结 | 第52-54页 |
| 3 卫星质量矩姿态控制系统运动特性分析 | 第54-81页 |
| 3.1 引言 | 第54页 |
| 3.2 动力学分析 | 第54-61页 |
| 3.2.1 姿态控制动力学分析 | 第54-59页 |
| 3.2.2 活动质量块动力学分析 | 第59-61页 |
| 3.3 质量矩控制性能仿真分析 | 第61-71页 |
| 3.3.1 仿真系统搭建 | 第61-63页 |
| 3.3.2 活动质量块质量和运动行程对控制性能的影响 | 第63-66页 |
| 3.3.3 推进剂装药形式对控制性能的影响 | 第66-69页 |
| 3.3.4 质量块的安装位置对控制性能的影响 | 第69-71页 |
| 3.4 活动质量块的布局设计 | 第71-80页 |
| 3.4.1 双对称布局的质量块配置 | 第72页 |
| 3.4.2 动力学模型修正 | 第72-76页 |
| 3.4.3 布局设计后的控制性能分析 | 第76-80页 |
| 3.5 本章小结 | 第80-81页 |
| 4 卫星质量矩双回路闭环控制律设计 | 第81-100页 |
| 4.1 引言 | 第81页 |
| 4.2 双回路闭环控制模型 | 第81-83页 |
| 4.2.1 姿态控制模型 | 第81-82页 |
| 4.2.2 质量块位置控制模型 | 第82-83页 |
| 4.2.3 双回路控制 | 第83页 |
| 4.3 全局滑模变结构控制 | 第83-88页 |
| 4.3.1 姿态稳定滑模控制器设计 | 第84-85页 |
| 4.3.2 滑块位置跟踪滑模控制器设计 | 第85-86页 |
| 4.3.3 性能仿真 | 第86-88页 |
| 4.4 退步滑模控制 | 第88-98页 |
| 4.4.1 退步控制设计原理 | 第89页 |
| 4.4.2 退步滑模控制律设计 | 第89-92页 |
| 4.4.3 动态面退步滑模控制 | 第92-97页 |
| 4.4.4 性能仿真 | 第97-98页 |
| 4.5 本章小结 | 第98-100页 |
| 5 气动力矩作用下的卫星质量矩姿态控制 | 第100-118页 |
| 5.1 引言 | 第100页 |
| 5.2 空间环境力矩建模与分析 | 第100-105页 |
| 5.2.1 太阳光压力矩 | 第100-101页 |
| 5.2.2 重力梯度力矩 | 第101页 |
| 5.2.3 气动力矩 | 第101-102页 |
| 5.2.4 地磁力矩 | 第102页 |
| 5.2.5 四种环境力矩的比较 | 第102-105页 |
| 5.3 无尾部推力的质量矩控制建模 | 第105-111页 |
| 5.3.1 系统描述 | 第105页 |
| 5.3.2 气动力矩详细建模 | 第105-107页 |
| 5.3.3 姿态控制动力学模型 | 第107-109页 |
| 5.3.4 模型分析 | 第109-111页 |
| 5.4 欠驱动滑模控制器设计与仿真 | 第111-117页 |
| S.4.1 控制模型 | 第111-112页 |
| 5.4.2 欠驱动滑模控制律 | 第112-114页 |
| 5.4.3 性能仿真 | 第114-117页 |
| 5.5 本章小结 | 第117-118页 |
| 6 质量矩原理样机与桌面演示验证 | 第118-140页 |
| 6.1 引言 | 第118页 |
| 6.2 原理样机研制 | 第118-123页 |
| 6.2.1 质量矩执行机构 | 第118-120页 |
| 6.2.2 质量矩控制板 | 第120-121页 |
| 6.2.3 执行机构运动性能测试 | 第121-123页 |
| 6.3 桌面演示系统设计 | 第123-134页 |
| 6.3.1 系统描述 | 第123-126页 |
| 6.3.2 动力学模型分析 | 第126-130页 |
| 6.3.3 姿态测量方案 | 第130-134页 |
| 6.4 桌面演示系统测试 | 第134-139页 |
| 6.4.1 姿态测量算法测试 | 第134-135页 |
| 6.4.2 系统测试 | 第135-139页 |
| 6.5 本章小结 | 第139-140页 |
| 7 总结与展望 | 第140-143页 |
| 7.1 全文的工作总结 | 第140-142页 |
| 7.2 论文的创新点 | 第142页 |
| 7.3 后续工作展望 | 第142-143页 |
| 致谢 | 第143-144页 |
| 参考文献 | 第144-152页 |
| 附录 | 第152-153页 |