| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第1章 绪论 | 第10-24页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-21页 |
| 1.2.1 国内外成功应用的快速机动卫星 | 第11-14页 |
| 1.2.2 适合快速姿态机动的执行机构 | 第14-16页 |
| 1.2.3 挠性附件的振动抑制方法 | 第16-17页 |
| 1.2.4 姿态机动控制器调研 | 第17-21页 |
| 1.3 论文主要研究内容 | 第21-24页 |
| 第2章 SGCMG 框架轴转速死区的规避 | 第24-46页 |
| 2.1 引言 | 第24页 |
| 2.2 SGCMG 原理简介 | 第24-27页 |
| 2.2.1 SGCMG 的操纵律 | 第25-26页 |
| 2.2.2 SGCMG 的框架轴转速死区问题 | 第26-27页 |
| 2.3 添加 SGCMGS零运动避免框架轴转速死区的方法 | 第27-34页 |
| 2.3.1 SGCMGs 零运动分析 | 第27-29页 |
| 2.3.2 设计能够避免框架轴转速死区的零空间坐标 | 第29-32页 |
| 2.3.3 零空间坐标调节策略 | 第32-33页 |
| 2.3.4 代数方法求解零空间坐标基底 | 第33-34页 |
| 2.4 混合执行机构避免 SGCMG 框架轴转速死区的方法 | 第34-39页 |
| 2.4.1 力矩分配算法的设计 | 第35-36页 |
| 2.4.2 混合执行机构避免 SGCMGs 奇异的证明 | 第36-37页 |
| 2.4.3 避免框架轴转速死区的加权矩阵的调节策略 | 第37-38页 |
| 2.4.4 避免飞轮频繁卸载的加权矩阵的调节策略 | 第38-39页 |
| 2.5 仿真分析 | 第39-45页 |
| 2.5.1 添加零运动避免 SGCMG 死区的仿真分析 | 第39-42页 |
| 2.5.2 混合执行机构避免 SGCMG 死区仿真分析 | 第42-45页 |
| 2.6 小结 | 第45-46页 |
| 第3章 指向跟踪动力学与运动学建模 | 第46-68页 |
| 3.1 引言 | 第46页 |
| 3.2 描述卫星姿态的坐标系的定义 | 第46页 |
| 3.3 柔性卫星姿态动力学模型 | 第46-47页 |
| 3.4 姿态跟踪控制运动学模型 | 第47-51页 |
| 3.5 新的运动学参数 | 第51-60页 |
| 3.5.1 欧拉轴的运动学方程推导 | 第51-52页 |
| 3.5.2 欧拉角运动学方程的推导 | 第52-53页 |
| 3.5.3 对运动学方程的分析 | 第53页 |
| 3.5.4 新的运动学参数的建立与运动学方程的推导 | 第53-57页 |
| 3.5.5 对新运动学参数特点的分析 | 第57-58页 |
| 3.5.6 拟四元数的运算规则 | 第58-60页 |
| 3.6 姿态角速度的求取 | 第60-63页 |
| 3.7 姿态角加速度的求取 | 第63-64页 |
| 3.8 稳定指向跟踪精度分析 | 第64-67页 |
| 3.9 小结 | 第67-68页 |
| 第4章 递阶饱和 PD 控制器与递阶饱和滑模控制器 | 第68-90页 |
| 4.1 引言 | 第68页 |
| 4.2 递阶饱和 PD 控制器 | 第68-76页 |
| 4.2.1 含有前馈的三轴递阶饱和 PD 控制器 | 第68-71页 |
| 4.2.2 稳定阶段控制器稳定性的证明 | 第71页 |
| 4.2.3 三轴递阶饱和 PD 控制器的分析 | 第71-74页 |
| 4.2.4 递阶饱和 PD 控制器参数的一般性选取方法 | 第74-76页 |
| 4.3 递阶饱和滑模控制器 | 第76-81页 |
| 4.3.1 传统滑模变结构控制器的优缺点分析 | 第76-78页 |
| 4.3.2 递阶饱和滑模控制器 | 第78-81页 |
| 4.4 仿真验证 | 第81-89页 |
| 4.4.1 仿真参数 | 第81-83页 |
| 4.4.2 递阶饱和 PD 控制器仿真 | 第83-86页 |
| 4.4.3 递阶饱和滑模控制器仿真 | 第86-88页 |
| 4.4.4 仿真结果分析 | 第88-89页 |
| 4.5 小结 | 第89-90页 |
| 第5章 离散分析与改进的预测控制 | 第90-119页 |
| 5.1 引言 | 第90页 |
| 5.2 典型二阶 PD 控制系统的离散分析 | 第90-98页 |
| 5.2.1 不含延时的二阶 PD 控制系统的 Z 传递函数 | 第90-91页 |
| 5.2.2 不含延时的二阶 PD 控制系统稳定性分析 | 第91-95页 |
| 5.2.3 含延时的二阶 PD 控制系统 Z 传递函数 | 第95-96页 |
| 5.2.4 含延时的二阶 PD 控制系统稳定性分析 | 第96-98页 |
| 5.3 预测控制系统简介 | 第98-99页 |
| 5.3.1 传统预测控制模型 | 第98-99页 |
| 5.3.2 传统 MPC 方法在快变控制系统应用的限制 | 第99页 |
| 5.4 改进的单轴姿态预测控制器 | 第99-105页 |
| 5.4.1 适用于单轴姿态控制的预测控制器 | 第100-102页 |
| 5.4.2 单轴姿态预测控制的目标轨迹规划 | 第102-105页 |
| 5.5 改进的三轴姿态预测控制器 | 第105-111页 |
| 5.5.1 使用非线性运动学模型的预测控制 | 第105-108页 |
| 5.5.2 初始角速度与欧拉轴重合的期望轨迹规划 | 第108页 |
| 5.5.3 初始角速度与欧拉轴不重合的期望轨迹规划 | 第108-111页 |
| 5.6 仿真验证 | 第111-118页 |
| 5.6.1 仿真参数 | 第111-112页 |
| 5.6.2 预测控制仿真结果 | 第112-114页 |
| 5.6.3 存在转动惯量拉偏的预测控制器仿真结果 | 第114-115页 |
| 5.6.4 递阶饱和 PD 控制仿真结果 | 第115-116页 |
| 5.6.5 初始角速度与欧拉轴不重合的预测控制器 | 第116-117页 |
| 5.6.6 仿真结果分析 | 第117-118页 |
| 5.7 小结 | 第118-119页 |
| 第6章 结合 PD 跟踪控制的输入成型振动抑制 | 第119-137页 |
| 6.1 引言 | 第119页 |
| 6.2 传统输入成型振动抑制方法 | 第119-121页 |
| 6.3 输入成型方法的拓展 | 第121-126页 |
| 6.3.1 柔性附件含有耦合的输入成型方法 | 第122-123页 |
| 6.3.2 基于 PD 控制的闭环输入成型方法的理论推导 | 第123-124页 |
| 6.3.3 非零初始状态的输入成型器理论推导 | 第124-126页 |
| 6.4 基于 PD 控制器与输入成型方法的期望轨迹跟踪算法 | 第126-129页 |
| 6.4.1 跟踪期望轨迹的 PD 控制器设计 | 第126-127页 |
| 6.4.2 输入成型器的求取 | 第127-129页 |
| 6.5 仿真验证 | 第129-136页 |
| 6.5.1 仿真参数 | 第129-130页 |
| 6.5.2 仿真结果 | 第130-135页 |
| 6.5.3 仿真结果分析 | 第135-136页 |
| 6.6 小结 | 第136-137页 |
| 结论 | 第137-139页 |
| 参考文献 | 第139-145页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第145-147页 |
| 致谢 | 第147页 |
