小型天文卫星高精度姿态确定和控制技术研究
| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-9页 |
| 第一章 引言 | 第9-20页 |
| ·本文研究背景、目的和意义 | 第9-10页 |
| ·国内外研究现状 | 第10-18页 |
| ·国外天文卫星姿控系统研究现状 | 第10-14页 |
| ·国内外微小卫星姿态确定与控制系统研究现状 | 第14-18页 |
| ·论文的主要研究工作 | 第18-20页 |
| 第二章 卫星任务要求与姿控系统初步设计 | 第20-36页 |
| ·卫星任务及其对姿控系统的要求 | 第20-24页 |
| ·任务要求 | 第20页 |
| ·卫星轨道 | 第20-22页 |
| ·平台概述 | 第22-23页 |
| ·飞行程序 | 第23-24页 |
| ·姿控指标要求 | 第24页 |
| ·姿控系统初步设计方案 | 第24-35页 |
| ·姿控方案概述 | 第24-26页 |
| ·敏感器 | 第26-29页 |
| ·执行机构 | 第29-31页 |
| ·控制器及姿控软件 | 第31-32页 |
| ·姿控模式 | 第32-35页 |
| ·本章小结 | 第35-36页 |
| 第三章 卫星姿态动力学建模 | 第36-57页 |
| ·卫星坐标系的选择 | 第36-38页 |
| ·参考坐标系的定义 | 第36-37页 |
| ·坐标变换关系 | 第37-38页 |
| ·卫星姿态描述 | 第38-43页 |
| ·欧拉角描述 | 第39-40页 |
| ·四元数描述 | 第40-42页 |
| ·欧拉角和四元数的关系 | 第42-43页 |
| ·卫星姿态运动学方程 | 第43-45页 |
| ·欧拉角运动学方程 | 第43-44页 |
| ·四元数运动学方程 | 第44-45页 |
| ·卫星姿态动力学模型 | 第45-52页 |
| ·卫星刚体姿态动力学模型 | 第45-46页 |
| ·带有挠性附件的卫星姿态动力学模型 | 第46-52页 |
| ·干扰力矩建模 | 第52-56页 |
| ·重力梯度力矩 | 第52-53页 |
| ·气动力矩 | 第53-54页 |
| ·剩磁力矩 | 第54-55页 |
| ·太阳光压力矩 | 第55-56页 |
| ·本章小结 | 第56-57页 |
| 第四章 高精度姿态确定方法 | 第57-92页 |
| ·卫星姿态确定的基本原理和方法 | 第57-60页 |
| ·参考矢量法 | 第57-59页 |
| ·惯性测量法 | 第59页 |
| ·状态估计法 | 第59-60页 |
| ·姿态敏感器的安装及测量模型 | 第60-66页 |
| ·星敏感器的安装及测量模型 | 第60-63页 |
| ·光纤陀螺的安装及测量模型 | 第63-64页 |
| ·太阳敏感器的安装及测量模型 | 第64-66页 |
| ·SVOM卫星姿态确定方案 | 第66-67页 |
| ·速率阻尼模式定姿方案 | 第66页 |
| ·太阳捕获模式定姿方案 | 第66页 |
| ·对日定向三轴稳定模式定姿方案 | 第66-67页 |
| ·高精度惯性定向三轴稳定模式定姿方案 | 第67页 |
| ·姿态机动模式定姿方案 | 第67页 |
| ·“星敏感器+光纤陀螺”定姿方法 | 第67-78页 |
| ·“星敏感器+光纤陀螺”定姿原理 | 第67-68页 |
| ·基于四元数姿态描述法的系统状态方程 | 第68-70页 |
| ·星敏感器的测量方程及线性化 | 第70-72页 |
| ·卫星姿态估计器模型 | 第72-73页 |
| ·推广卡尔曼滤波算法 | 第73-75页 |
| ·仿真结果及分析 | 第75-78页 |
| ·INSTRUMENT-IN-LOOP定姿方法 | 第78-91页 |
| ·Instrument-in-Loop思想的提出 | 第78-80页 |
| ·基于巡视望远镜的姿态确定方法 | 第80-82页 |
| ·基于高精度测光望远镜的姿态确定方法 | 第82-84页 |
| ·仿真结果及分析 | 第84-91页 |
| ·本章小结 | 第91-92页 |
| 第五章 基于反作用飞轮的姿态控制 | 第92-112页 |
| ·飞轮控制的基本原理和方法 | 第92-95页 |
| ·动量控制原理 | 第92-93页 |
| ·轮控系统类型 | 第93-95页 |
| ·执行机构的配置及数学模型 | 第95-97页 |
| ·执行机构的配置 | 第95页 |
| ·执行机构数学模型 | 第95-97页 |
| ·高精度惯性定向的反作用飞轮姿态控制 | 第97-107页 |
| ·PD控制律的设计 | 第97-99页 |
| ·变结构控制律的设计 | 第99-100页 |
| ·仿真结果与分析 | 第100-107页 |
| ·大角度快速机动的反作用飞轮姿态控制 | 第107-111页 |
| ·最优修正角速度 | 第107-108页 |
| ·解耦的变结构控制器设计 | 第108-110页 |
| ·仿真结果及分析 | 第110-111页 |
| ·本章小结 | 第111-112页 |
| 第六章 姿控大回路仿真 | 第112-118页 |
| ·高精度惯性定向三轴稳定模式姿控大回路仿真 | 第112-115页 |
| ·仿真初始条件 | 第112页 |
| ·仿真结果 | 第112-115页 |
| ·结果分析 | 第115页 |
| ·大角度快速机动模式姿控大回路仿真 | 第115-117页 |
| ·仿真初始条件 | 第115页 |
| ·仿真结果 | 第115-117页 |
| ·结果分析 | 第117页 |
| ·本章小结 | 第117-118页 |
| 第七章 结束语 | 第118-120页 |
| ·本文的主要工作和结论 | 第118-119页 |
| ·下一步研究工作设想 | 第119-120页 |
| 参考文献 | 第120-123页 |
| 致谢 | 第123-124页 |
