摘要为实现挠性航天器大角度姿态机动过程中的快速性和稳定性，本文设计了基于状态相关的Riccati方程（SDRE）和路径规划的姿态机动控制方法。首先在扩展线性化姿态动力学方程的基础上，利用SDRE方法设计姿态控制器。然后针对姿态角的突变常导致挠性结构大幅度振动的问题，给出了两种路径规划方案：基于指数函数型角速度变化曲线的机动路径规划与基于余弦型角速度变化曲线的路径规划。数值仿真验证了所提控制方法在单轴挠性航天器系统中的有效性和可行性。运用蒙特卡洛方法进行统计分析，结果表明所提方法对参数不确定性具有较好的鲁棒性。最后针对三轴挠性航天器，研究了基于SDRE的姿态控制器的设计方法。26752
关键词  挠性航天器  姿态机动控制  SDRE  路径规划
毕业论文设计说明书外文摘要
Title     An attitude maneuver control approach of flexible spacecraft  based on SDRE and path planning                                              
Abstract
In order to achieve the rapidity and stability of large angle attitude maneuver of a flexible spacecraft, a novel attitude control maneuver scheme based on the state-dependent Riccati equation (SDRE) and path planning is proposed in this paper. By extended linearizing the attitude dynamics, an attitude controller based on SDRE theory is designed for the flexible spacecraft. Furthermore, two maneuvering path planning approaches are proposed: the maneuvering path planning based on exponential angle speed curve and the maneuvering path planning based on a curve of cosinusoidal angle speed change, which aimed at the problem that the mutation of commend often leads to strong vibration of the flexible appendages. Simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed control strategy in uniaxial flexible spacecraft system. And Monte Carlo method is used to statistically analyze the parameter uncertainty robustness of the proposed control strategy. At last, the SDRE method is applied to triaxial flexible spacecraft attitude control system.
Keywords  flexible spacecraft  attitude maneuver control  SDRE  path planning
目   次
1  绪论    1
1.1  研究课题背景及意义    1
1.2  国内外研究现状及分析    1
1.2.1  姿态控制系统概述    1
1.2.2  基于状态相关的Riccati方程（SDRE）研究现状    2
1.2.3  机动路径规划研究现状    3
1.3  本文主要内容及安排    3
2  姿态动力学分析及控制系统总体设计    5
2.1  单轴挠性航天器姿态动力学模型    5
2.2  系统状态方程及能控性分析    6
2.2.1  系统状态方程    6
2.2.2  系统能控性条件    7
2.3  姿态机动控制系统总体设计    7
2.4  本章小结    7
3  单轴挠性航天器SDRE姿态控制器设计    8
3.1  SDRE基本理论    8
3.2  单轴挠性航天器SDRE控制器    10
3.3  本章小结    11
4  挠性航天器姿态机动路径规划    12
4.1  基于指数函数型角速度变化曲线的路径规划    12
4.2  基于余弦型角速度变化曲线的机动路径规划    14
4.3  本章小结    16 基于SDRE和路径规划的挠性航天器姿态机动控制研究:http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_21024.html