| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-18页 |
| 1.1 课题背景 | 第9-12页 |
| 1.2 卫星姿态机动控制算法研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.1 基于四元数反馈的 PID 控制律 | 第13-14页 |
| 1.2.2 最优控制律 | 第14-15页 |
| 1.2.3 其他的控制律 | 第15页 |
| 1.3 卫星执行机构介绍 | 第15-16页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第16-18页 |
| 第2章 动力学和运动学建模 | 第18-27页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 常用的空间坐标系 | 第18-19页 |
| 2.3 常用的卫星姿态描述参数 | 第19-23页 |
| 2.3.1 方向余弦描述方式 | 第19-20页 |
| 2.3.2 欧拉角参数描述方式 | 第20页 |
| 2.3.3 四元数参数描述方式 | 第20-21页 |
| 2.3.4 欧拉轴 / 角参数描述方式 | 第21页 |
| 2.3.5 MRP 描述 | 第21页 |
| 2.3.6 各个描述参数之间的转换 | 第21-22页 |
| 2.3.7 比较各个姿态描述参数的优缺点 | 第22-23页 |
| 2.4 卫星的动力学方程和运动学方程 | 第23-25页 |
| 2.4.1 刚体小卫星的动力学方程 | 第23-24页 |
| 2.4.2 刚体小卫星的运动学方程 | 第24页 |
| 2.4.3 小卫星姿态误差运动学方程和动力学方程 | 第24-25页 |
| 2.5 干扰力矩建模 | 第25-26页 |
| 2.5.1 重力梯度力矩 | 第25页 |
| 2.5.2 气动力矩 | 第25-26页 |
| 2.5.3 地磁力矩 | 第26页 |
| 2.6 本章小结 | 第26-27页 |
| 第3章 四元数反馈的 PID 控制器 | 第27-47页 |
| 3.1 引言 | 第27页 |
| 3.2 模型独立的 PD 控制律 | 第27-30页 |
| 3.2.1 控制律的形式 | 第27-28页 |
| 3.2.2 控制律的仿真和结果分析 | 第28-30页 |
| 3.3 基于欧拉轴机动的 PD 控制律 | 第30-34页 |
| 3.3.1 控制律形式 | 第30-31页 |
| 3.3.2 控制参数的选择方法 | 第31页 |
| 3.3.3 系统的渐进稳定性 | 第31-32页 |
| 3.3.4 控制律的仿真与分析 | 第32-34页 |
| 3.4 反步法 | 第34-39页 |
| 3.4.1 控制律的设计 | 第36页 |
| 3.4.2 反馈控制律的分析和参数选择 | 第36-37页 |
| 3.4.3 控制律的仿真 | 第37-39页 |
| 3.5 考虑飞轮为执行机构时的递阶饱和 PD 控制律 | 第39-47页 |
| 3.5.1 控制律的形式 | 第40-42页 |
| 3.5.2 控制参数的选择 | 第42-43页 |
| 3.5.3 仿真与结果分析 | 第43-47页 |
| 第4章 时间最优控制算法 | 第47-64页 |
| 4.1 引言 | 第47页 |
| 4.2 建立最优控制问题 | 第47-49页 |
| 4.3 最优控制问题的求解 | 第49-54页 |
| 4.3.1 利用极小值定理分析 | 第49-51页 |
| 4.3.2 利用勒让德伪光谱算法求解 | 第51-54页 |
| 4.3.3 采用 NOPT 优化软件包求解 | 第54页 |
| 4.4 闭环控制律 | 第54-55页 |
| 4.5 仿真并分析结果 | 第55-63页 |
| 4.5.1 时间最优控制仿真与分析 | 第55-61页 |
| 4.5.2 闭环反馈控制律仿真与分析 | 第61-63页 |
| 4.6 本章小结 | 第63-64页 |
| 结论 | 第64-66页 |
| 参考文献 | 第66-71页 |
| 致谢 | 第71页 |