挠性多体卫星星间跟踪天线回扫运动研究

doi:10.3969/j.issn.1674-1579.2013.03.007

摘要/Abstract

摘要： 针对耦合影响较严重的天线回扫过程展开研究.首先，将柔性支撑杆等效简化为悬臂梁结构，并基于拉格朗日方程建立多体耦合动力学模型.然后从耦合动力学模型出发，分析天线回扫运动对星体姿态稳定和柔性振动的影响，并根据分析结果引入命令预处理算法，规划天线回扫指令.最后对天线回扫运动进行仿真分析，仿真结果表明命令预处理算法能够有效地减小回扫运动对星体姿态稳定和柔性振动的影响.

关键词: 星间跟踪天线, 挠性多体卫星, 回扫运动, 命令预处理

Abstract: The coupling of satellite attitude motion and antenna flexible vibration has more influence on the antenna slewing, which is examined in this paper. First of all， the flexible boom is simplified as an equivalent cantilever beam structure, and the multibody coupling dynamics is established based on the Lagrange equation. Then the impacts of antenna slewing motion on attitude stabilization and flexible vibration are analyzed according to the coupling dynamic model. Based on the analysis results, the command preprocessing algorithm is introduced to plan the antenna slewing process. Finally, simulation analysis is performed for the antenna slewing motion. The simulation results show that the command preprocessing algorithm can effectively reduce the influence of the slewing on attitude stabilization and flexible vibration.

Key words: intersatellite link antenna, flexible multibody satellite, slewing movement, command preprocessing

中图分类号:

翟坤. 挠性多体卫星星间跟踪天线回扫运动研究[J]. 空间控制技术与应用, 2013, 39(3): 36-40.

DI Kun. On InterSatellite Tracking Antenna Slewing of Flexible MultiBody Satellites[J]. , 2013, 39(3): 36-40.

参考文献

［1］Tham Q, Lee F, Ly J H, et al. Robust antenna pointing control for TDRS spacecraft［C］. The 36th Conference on Decision & Control, San Diego, California, USA, 1997 ［2］Atluri S N, Atmos A K. Large space structures: dynamics and control［M］. Berlin: SpringerVerlag, 1988 ［3］Kane T R, Levinson D A. Dynamics: theory and application［M］. New York: McGrawHill, 1985 ［4］Leonard M. Hybrid state equations of motion for flexible bodies in term of quasicoordinates［J］. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 1991, 14(5): 10081013 ［5］齐春子, 吕振铎. 卫星天线跟踪指向控制系统的全系数自适应控制［J］. 航天控制, 1998,16 (3): 116 Qi C Z, Lu Z D. Allcoefficient adaptive control in the tracking and pointing control system of antenna on satellite［J］. Aerospace Control, 1998, 16(3): 116 ［6］朱承元, 杨涤, 李顺利. 用户卫星天线跟踪指向自抗扰控制方法［J］. 北京理工大学学报,2006, 26(1): 8286 Zhu C Y, Yang D, Li S L. Active disturbance rejection method for antenna tracking and pointing control of usersatellite［J］. Transactions of Beijing Institute of Technology, 2006, 26(1): 8286 ［7］吴刚, 张文雅, 何伟平. 中继卫星跟踪航空器的星间天线指向控制算法研究［J］. 飞行器测控学报,2009, 28(6): 2327 Wu G, Zhang W Y, He W P. The inner orbit linked antenna pointing control algorithm for tracking and data relay satellite tracking aircraft［J］. Journal of Spacecraft TT&C Technology, 2009, 28(6): 2327 ［8］孙小松, 耿云海, 杨涤,等. 中继卫星复合控制系统设计［J］. 飞行力学, 2005, 23(2): 6366 Sun X S, Geng Y H, Yang D, et al. Design of the complex control system of TDRS［J］. Flight Dynamics, 2005, 23(2): 6366 ［9］Tyler S R. A trajectory preprocessor for antenna pointing［R］. The Telecommunications and Data Acquisition Progress Report, 1994 ［10］Gawronski W, Almassy W T. Command preprocessor for radio telescopes and microwave antennas［J］. IEEE Antenna and Propagation Magazine, 2002, 44(2): 3037 ［11］Hu Q L, Shi P, Gao H J. Adaptive variable structure and commanding shaped vibration control of flexible spacecraft［J］. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2007, 30(3): 804815

[1]	黄剑斌, 黄龙飞, 韩旭, 蒙波, 李志, 王文龙, 李文. 对卫星柔性对接补加一体化机构建模与设计[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(5): 30-37.
[2]	韩冬, 黄攀峰, 刘习尧. 空间机器人抓捕目标碰撞后的复合体稳定控制[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(5): 38-46.
[3]	刘淼, 李忠奎. 不确定通讯下的异构多智能体网络鲁棒编队控制[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(5): 47-54.
[4]	孙云龙, 袁长清, 李政广. 径向共线多星库仑编队飞行构型保持研究[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(4): 16-25.
[5]	胡锦昌, 张洪华, 王泽国, 陈上上. 关于干扰作用下航天器姿态饱和控制的结果[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(4): 56-60.
[6]	苏少侃, 彭勃, 王立伟, 郑炜, 常涛, 陈明阳. 一种新型双环控制并联均流稳压电路[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(4): 72-78.
[7]	赵双, 张雅声, 戴桦宇, 齐跃 . 卫星导航系统失效性能分析与重构方法研究[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(2): 49-55.
[8]	孙秀清, 张笃周, 王立, 吴奋陟. 一种改进的投影装置标定方法[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(2): 62-66.
[9]	王同磊, 陈朝晖 . 一种软件脆弱性自动分析定位的方法[J]. 空间控制技术与应用, 2018, 44(2): 73-78.
[10]	隋杰, 程会艳, 余成武, 武延鹏, 王晓燕, 郑然. 星敏感器光轴热稳定性仿真分析方法[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(4): 37-41.
[11]	李涛, 吴云. 一种非合作卫星目标立体视觉测量技术[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(4): 52-56.
[12]	吴奋陟, 郭绍刚, 朱飞虎, 王立, 吴云, 刘达. 基于标定场的激光雷达两步标定方法[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(4): 57-62.
[13]	陈建峰, 余成武, 程会艳, 隋杰, 武延鹏. 基于Bipod结构的星敏感器遮光罩安装结构优化设计[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(4): 68-72.
[14]	程会艳, 钟红军, 王龙, 杨君, 郑然. 一种快速全天星图识别算法[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(4): 73-78.
[15]	王菲, 袁建平, 袁静. 太阳帆航天器编队维持和重构的方法研究[J]. 空间控制技术与应用, 2017, 43(3): 7-14.