空间太阳能电站的准对日定向姿态

摘要：

针对空间太阳能电站的俯仰姿态运动,提出一种能追踪太阳运动的准对日定向(QSP)姿态方案.此方案的太阳能电池阵列在万有引力梯度力矩的作用下,始终在垂直于太阳光的方向附近作幅值约为18.8°的振动,且几乎不需要姿态控制力矩.准对日定向姿态方案解决了大型太阳能电池阵列对日定向所需的巨大俯仰姿态控制力矩问题.准对日定向姿态的发电效率为对日定向姿态的97.3％,对Abacus空间太阳能电站而言每年可节省燃料约36791 kg.通过数值方法得到了准对日定向姿态的精确初始条件.随后,设计了比例-微分控制器,保证了系统存在初始姿态误差的条件下收敛到准对日定向姿态.最后研究了轨道、姿态和结构振动对准对日定向姿态的影响,并发现准对日定向姿态下的结构振动幅值比对日定向姿态减小约40倍.

关键词：空间太阳能电站、万有引力梯度力矩、准对日定向(QSP)姿态、姿态控制

所属期刊栏目：40

分类号：V412.4(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金11432010,11572254

在线出版日期：2019-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：29-40