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    12

    3.6  云多目标粒子群算法CMOPSO 12

    3.6.1  外部档案 13

    3.6.2  自适应网格法 13

    3.6.3  gbest的选取 13

    3.7  本章小结 13

    4  挠性卫星路径参数的云多目标粒子群优化 14

    4.1  挠性卫星参数设计基本要求 14

    4.2  路径参数优化的CMOPSO算法流程 14

    4.3  仿真参数设置 16

    4.4  BCB型路径的参数优化 16

    4.5  抛物线型路径的参数优化 17

    4.6  仿真结果分析 18

    4.7  本章小结 23

    结    论 25

    致    谢 27

    参考文献 28

    1  绪论

    1.1  课题研究背景及意义

    进入21世纪以来，随着人类对太空不断深入的探索，挠性卫星姿态机动问题也得到了越来越多的关注。由于卫星的中心刚体和挠性附件之间存在强烈的刚柔耦合，所以卫星的机动将会导致附件持续的振动，附件的振动进而又会影响卫星的运动和控制[1]。因此，挠性卫星的姿态机动控制要求在抑制卫星挠性附件振动的同时，还能一并提高稳定度和指向精度，但是对这一问题的研究和解决却是极具挑战性的，原因有以下几个方面。

    控制对象极为复杂。一方面，卫星由刚体和挠性体组成，其运动包括刚体的姿态运动和挠性体的振动，且这些运动是相互耦合的。另一方面，对系统运动的描述因挠性体的存在而需要无穷多个自由度，而且即使是在工程上也需要几十个自由度，因此，控制对象的高维数和任务使命的变化使得卫星系统的动力学参数也具有了不确定性（如卫星惯量、结构阻尼系数、内外部扰动特性的变化等）[2]。论文网

    在挠性卫星执行任务的过程中，常常需要进行大角度的姿态机动来满足定向、空间对接、地面目标跟踪定向、星上能源需求和空间目标探测等[3]任务要求，而且，为了增加成像幅宽，以及为了实现对产生突发事件地区的即时观测或立体成像时，也会要求卫星进行侧摆机动与俯仰机动[4]。但在路径规划过程中，机动参数的选择对最终控制效果有着很大的影响，为了使卫星机动能够更加快速与稳定，我们需要对机动路径参数进行合理优化。

    1.2  国内外研究现状

    1.2.1  卫星姿态控制系统概述

    1.2.2  机动路径规划研究现状

    1.3  本文主要研究内容

    本文主要研究一类带有挠性太阳能帆板的卫星姿态机动的控制问题。选取了BCB型以及抛物线型机动路径，并运用云多目标粒子群优化算法对机动路径参数进行优化，从而实现卫星姿态控制系统的快速稳定机动的高性能控制。

    本文第一章主要介绍了课题的研究背景；第二章介绍了挠性卫星的动力学模型、控制系统结构以及两种机动路径；第三章简要说明了多目标粒子群优化算法；第四章是本文的重点，具体阐述了挠性卫星机动路径参数的云多目标粒子群优化。

    2  挠性卫星动力学模型及控制系统结构

    2.1  挠性卫星动力学模型

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