针对月球探测器飞行任务要求,推导三轴姿态稳定非线性预测控制器,以抑制反作用轮低速摩擦等对姿态的扰动,满足月球探测器高精度姿态稳定控制精度和稳定度的要求.仿真结果表明该控制器控制精度高,能有效抑制飞轮低速摩擦等对姿态的扰动.
针对小型月球探测器三轴姿态高指向精度和高稳定度的要求 ,采用欧拉动力学和四元数方法描述 ,建立了小型月球探测器环月阶段动力学模型 ,分析了由 3个轻型反作用轮正交安装组成的姿态稳定控制系统 ,给出了一种拟PD姿态指向控制规律。对所设计的指向控制律进行了数学仿真 ,结果表明可达到 0 .0 1°/s的稳定度和 0 .3°的指向精度 ,验证了该控制规律的可行性。
小型月球探测器由地球停泊轨道向地月转移轨道射入时 ,要求采用自旋稳定来建立发动机的点火姿态。由于细长体和能量耗散的存在 ,导致了自旋运动的发散—章动运动 ,为此采用两种工程上常用的喷气主动控制方法设计了主动章动控制器。针对两种方法消耗燃料比较大的缺点 ,提出了一种模糊喷气主动章动控制方法
基于现代小卫星总体设计的概念和思想 ,充分借鉴了哈尔滨工业大学探索 1号小卫星的设计经验和成果 ,对小型月球探测器的总体方案进行了设计 ,对其布局和各分系统进行了设计和分析 ,重点讨论了GNC系统的设计方案 ,并进行了轨道的分析和计算。