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《撓性衛(wèi)星姿態(tài)大角度機(jī)動路徑的設(shè)計與優(yōu)化》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士論文撓性衛(wèi)星姿態(tài)大角度機(jī)動路徑設(shè)計與優(yōu)化摘要隨著人類探索太空的深入，越來越多的空間任務(wù)要求撓性衛(wèi)星能夠進(jìn)行姿態(tài)的大角度機(jī)動，以滿足再定向和空間對接等各種任務(wù)要求，且機(jī)動過程中需實(shí)現(xiàn)快速機(jī)動和快速穩(wěn)定的高性能控制要求，然而，執(zhí)行機(jī)構(gòu)易飽和常導(dǎo)致角加速度受限，測量器件的測量能力有界常導(dǎo)致角速度受限。本文根據(jù)系統(tǒng)對角加速度和角速度的限制，在分析已有機(jī)動路徑規(guī)劃形式及撓性衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，主要做了以下幾方面的工作。首先，針對角加速度的突變常導(dǎo)致?lián)闲苑鍙?qiáng)烈振動的問題，基于柔化的思想提出了基于拋物線型角加速度曲線的三段式機(jī)動路徑規(guī)劃方案；在該路
2、徑方案思想基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高機(jī)動的快速性，提出了基于正弦函數(shù)角加速度變化曲線的七段式路徑規(guī)劃方案。通過與已有機(jī)動路徑方案進(jìn)行仿真對比研究，驗(yàn)證了本文提出的路徑的有效性和優(yōu)越性。其次，采用多目標(biāo)優(yōu)化算法對本文所提的兩種路徑的參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，通過優(yōu)化算法找到了一組能夠明顯提高機(jī)動快速性和姿態(tài)穩(wěn)定性的優(yōu)化路徑。同時，考慮衛(wèi)星慣量和撓性帆板與衛(wèi)星中一C,,睡JIl體耦合系數(shù)的不確定性，并針對這兩種不確定因素對優(yōu)化路徑進(jìn)行魯棒性分析，分析結(jié)果表明，本文提出并尋優(yōu)得到的優(yōu)化路徑具有良好的魯棒性。最后，為了揭示機(jī)動路徑與撓性附件振動之間的內(nèi)在聯(lián)系，采用頻譜分析方法分
3、析了不同路徑時星體角加速度的頻譜特點(diǎn)。通過研究不同路徑在帆板固有振動頻率處的頻譜分布，得到不易激起帆板振動的機(jī)動路徑的基本特征，可用于指導(dǎo)優(yōu)化路徑參數(shù)的選取。關(guān)鍵詞：撓性衛(wèi)星，大角度姿態(tài)機(jī)動，路徑規(guī)劃，帆板抑振，頻譜分析，多目標(biāo)優(yōu)化AbstractAlongwiththefurtherexploringoftheouterspace，moreandmorespacemissionsoftheflexiblesatellitesweredemandedtoachievelargeangleattitudemaneuvertomeetkindsofmissi
4、onrequirementssuchasredirectionanddocking．Meanwhile，theprocessofmaneuvershouldhavehighperformanceofrapidmaneuverandquickstable．However,theaccelerationwaseasilylimitedbythesaturationofactuatorsandtheangularvelocitywaseasilylimitedbythemeasurementcapabilitiesofmeasuringdevices．Acco
5、rdingtothoserestrictionsofthesystem，thispapermainlydidthefollowingseveralworkafteranalyzingtheexistingmaneuveringpathplanningandthestructurecharacteristicsoftheattitudecontrolsystem．Firstly,onaccountofthethoughtofsoftchange，thethree-segmentmaneuveringpathplanningbasedonparabolica
6、ngleaccelerationcurvewasproposed，whichaimedattheproblemthatthemutationoftheangleaccelerationoftenleadedtostrongvibrationoftheflexiblepanels．Basingontheideasoftheabovepath，akindofseven-segmentmaneuveringpathplanningbasedonacurveofsinusoidalrateofaccelerationchangeWasproposedtofurt
7、herimprovethequicknessofmaneuver．Theeffectivenessandthesuperiorityoftheroutesproposedinthispaperwereverifiedbycomparingwiththeexistingmaneuveringpath．Secondly，thepathparameterswereoptimizedbymulti-objectiveoptimizationalgorithm,andthroughthisalgorithm，agroupofoptimizationpathswer
8、efound，whichcouldsignificantlyimprovethe
