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太阳帆板振动对卫星姿态动力学影响分析

宗红  陈义庆  
【摘要】:大型复杂卫星正向着高精度、长寿命的方向发展,对控制系统姿态控制精度提出了更高的要求。随着卫星复杂程度的提高,卫星高精度控制的一个关键前提在于动力学对象和未知干扰的精确建模。但通过地面试验、计算等方法建立的数学模型往往带有多种不确定性。不可预知的干扰有可能影响系统控制精度。如美国哈勃望远镜太阳帆板热变形引起的拍打扰动,直接影响望远镜的指向精度。我国卫星在轨飞行过程中在某些弧段上也曾出现过姿态抖动现象。本文以卫星在轨运行期间出现的姿态抖动现象为研究背景,研究了太阳帆板挠性振动模态在滚动偏航通道间的耦合作用以及太阳帆板挠性振动模态的频率变化对系统稳定性的影响。通过稳定性分析、特征根分析、FFT 分析等方法进行了仿真计算,基本复现了卫星在轨飞行的姿态抖动现象,给出了定性的结论。

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