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摘要
针对高稳定度轮控大型卫星因动量轮力矩小而难以满足侧摆成像任务需求问题，开展了混合轮系配置方案及控制方法研究。首先，提出常规轮系配置卫星滚动轴方向串联大力矩飞轮的混合配置方案，并设计飞轮开环前馈与常规动量轮闭环反馈相结合的控制策略；其次，设计以容许角动量最大量为权重的飞轮组前馈力矩分配律和具有角动量反馈的飞轮力矩跟踪控制方法，实现飞轮力矩合理分配及其模型不确定性导致输出力矩偏差抑制；然后，设计估计器对星体内外扰动力矩进行估计与补偿，以确保卫星高稳定度性能实现。最后，给出在轨应用情况，验证所提出方案及方法的有效性。在轨应用表明，采用本文提出的控制方法，有效缩短了整星侧摆稳定时间达100秒以上，且非机动期间姿态稳定度优于3.75 × 10-5(°)/s。
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单位北京控制工程研究所; 中国空间技术研究院
