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1、航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析一、任务描绘目的：设计基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统并进行仿真与分析基本内容：(1)建立三轴稳定对地定向航天器的姿态动力学和姿态运动学模型；(2)设计基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统；(3)完成数学仿真。详细要求(1)建立对地定向刚体航天器的三轴稳定姿态动力学和姿态运动学模型。，设航天器在圆轨道上运行，轨道角速度要求姿态动力学动力学采用欧
2、拉方程，姿态运动学模型采用zyx顺序欧拉角的姿态运动学方程；(2)姿态推力器的数学模型为理想的继电器特性姿态推力器的标称推力为10N，在各轴上的力臂分别为1m、1.5m和2m。(3)要求姿态角控制精度：优于0.5deg。(4)不考虑姿态角速率的测量误差，试设计伪速率控制器，要务实现最小脉冲宽度(30ms)。给出数学仿真结果。绘出控制经过的相轨迹图，及性能指标(如极限环的速度等)，估算燃料消耗率。并体会姿态动力学模型的三轴耦合对控制经过能否有影响。(5)设卫星在三轴方向遭到常值的气动干扰力矩，分别为，试设计伪速率喷气控制器，要求能实现最长周期的单边极限环。给出数学仿真结果。绘出控制经过的相轨迹图
3、，及性能指标(如极限环的速度等)，试估算此时的燃料消耗率。文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析三、建模原理2.1姿态动力学方程考虑在圆轨道上飞行的对地定向航天器，姿态角和姿态角速率较小，惯量积远小于主惯量，简化后的三轴耦合的姿态动力学方程如下又考虑到轨道角速度较小，且推力器产生的推力器控制矩较大的情况下，忽略发动机偏心产生的干扰力，不考虑三轴耦合，简化的姿态动力学方程如下其中，为推力器产生的控制力矩在星体三轴上的分量，为卫星在三轴方向遭到常值的气动干扰力矩。2
4、.2姿态运动学模型采用zyx旋转，考虑到航天器在圆轨道上运行，姿态角与姿态角速率都较小的情况，简化后的姿态运动学模型如下2.3理想继电器特性理想的继电器喷气控制系统具有理想的开关特性，控制方程为：2.4最长周期单边极限环在进行极限环设计时，为了到达最长时间的单边极限环，需要不断地调整喷气时间。最长周期单边极限环如下列图中曲线所示文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿
5、态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析文档视界航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析航天器姿态动力学与控制大作业(2A)基于伪速率控制器的喷气姿态控制系统的仿真与分析