基于Drag-Free的重力場測量衛(wèi)星動力學(xué)與控制研究.pdf

1、利用衛(wèi)星對重力場進(jìn)行測量是重力場測量發(fā)展到現(xiàn)代的一個(gè)標(biāo)志。而Drag-Free控制能夠消除衛(wèi)星的阻力，可以滿足重力場測量對極低干擾環(huán)境的要求，是重力場測量衛(wèi)星中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。提出并分析了基于Drag-Free重力場測量衛(wèi)星的體系結(jié)構(gòu)，建立了Drag-Free衛(wèi)星的動力學(xué)模型，并分析其特性，基于H∞理論設(shè)計(jì)了Drag-Free衛(wèi)星的控制器。本文主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，在比較Drag-Free加速度計(jì)和位移兩種模式特點(diǎn)

2、和適用范圍的基礎(chǔ)上，提出基于Drag-Free加速度計(jì)和位移混合模式的重力場測量衛(wèi)星體系結(jié)構(gòu)。分析該體系結(jié)構(gòu)下Drag-Free控制回路、質(zhì)量塊控制回路和衛(wèi)星本體姿態(tài)控制回路的組成和實(shí)現(xiàn)原理。并研究支持Drag-Free技術(shù)的敏感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和放電裝置等多種部件的實(shí)現(xiàn)原理。
　　其次，建立Drag-Free衛(wèi)星的衛(wèi)星本體和質(zhì)量塊的動力學(xué)模型，以及兩者之間的相對運(yùn)動動力學(xué)模型?；贒rag-Free衛(wèi)星運(yùn)行的特點(diǎn)，對衛(wèi)星本體和質(zhì)量塊

3、相對運(yùn)動動力學(xué)模型和衛(wèi)星本體姿態(tài)動力學(xué)模型進(jìn)行合理簡化。通過仿真分析簡化對動力學(xué)模型精度的影響。并建立衛(wèi)星本體和質(zhì)量塊受到的各種干擾力和干擾力矩模型。
　　最后，研究將H∞設(shè)計(jì)理論與回路成形設(shè)計(jì)方法相結(jié)合的原理，分析基于H∞設(shè)計(jì)與回路成形設(shè)計(jì)相結(jié)合的H∞多靈敏度設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)、適用范圍和設(shè)計(jì)過程。基于H∞控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論對Drag-Free衛(wèi)星控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)。將設(shè)計(jì)得到的控制器與建立的動力學(xué)模型組合起來，形成閉環(huán)回路，進(jìn)行仿真驗(yàn)證