太阳帆航天器姿态机动的复合控制研究

输入成型法无法消除姿态机动过程中的柔性振动，残留的柔性振动将改变大柔性太阳帆航天器的结构参数，影响姿态机动的控制精度。为此，基于两种控制手段（作用于太阳帆中心的喷气和作用于支撑杆顶端的电推进）的组合，提出复合控制方法，以消除姿态机动过程中的柔性振动。采用将帆面质量等效到支撑杆的简化方法，建立太阳帆航天器姿态运动与柔性振动的耦合动力学模型，并从减小振动模态的外加激励出发，根据简化的动力学模型，得到了两种复合控制的设计方法：消除某一阶的柔性振动方法和减小前n（n>1）阶的柔性振动方法。仿真结果表明，相比输入成型法，第二种复合控制方法不但机动时间短，还能够将姿态机动过程中的柔性振动抑制到5%，使机动角度精度优于0.003°。由于仅利用已有的控制手段，复合控制方法算法简单，适合于实际应用。