面向立方星变轨任务的机动控制策略

摘要：

为了实现立方星在轨飞行与变轨,基于模块化推进器系统提出混合控制策略实现微小卫星轨道持续变化任务需求.首先,针对多单元立方星单一主推进器的结构部署,基于高斯变分方程采用连续低推进力实现轨道机动变化.为了实现对立方星主推进器的指向调整,基于姿态动力学模型利用PD连续姿态控制求得所需扭矩,实现对立方星的指向角和指向角速度调节.针对配置的微脉冲等离子推进器(μ-PPT)不连续的特点,通过搜寻μ-PPT最优脉冲序列组合获得实际扭矩,满足对外部干扰的持续补偿以及立方星的姿态稳定和指向调整操作需求.此外,引入姿态误差敏感度阈值,使姿态控制器在能够提高系统鲁棒性的同时减少μ-PPT消耗.最后,通过对3U立方星在轨飞行与变轨的具体案例分析,表明所提出的基于微推进器系统的混合控制策略能够实现立方星轨道机动变化需求.

关键词：立方星、轨道变换、微脉冲等离子推进器、姿态调整、控制设计

所属期刊栏目：42

分类号：V448(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：浙江省重点研发计划2021C01065

在线出版日期：2022-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：54-63