国际通信卫星Intelsat-Ⅰ～Ⅵ姿态控制系统的发展概况

Intelsat-Ⅵ卫星招标结果,休斯公司的自旋稳定方案获胜,击败了福特公司的三轴稳定控制方案,引起了宇航界人士极大的关注。从六十年代到七十年代初,自旋稳定方案在静止通信卫星领域占有垄断地位,Intelsat-Ⅰ～Ⅳ全都采用这种控制方式。这类卫星寿命长,可靠性高,但提供的电力有限,姿态控制精度也受到限制。到了七十年代中期,卫星的姿态控制的方向逐渐转向三轴稳定,典型卫星有交响乐(Symphonie)、通信卫星(Satcom)、Intelsat-V、印度卫星(Insat)等。面对着这种竞争,从事自旋稳定卫星研制的厂商锲而不舍,不断对方案加以改进,并充分利用新一代运载工具——航天飞机给自旋稳定卫星结构上带来的方便(可使卫星直径的限制放宽),     

姿态与轨道控制技术现状及西欧空间活动的若干情况 一、姿态与轨道控制技术现状

法国和西德联合研制的两颗三轴稳定“交响乐”同步定点卫星于1975年8月26日及1977年12月19日发射成功,之后,西欧又研制了轨道试验卫星(OTS),这也是三轴稳定同步定点卫星。此外,在姿态控制技术的研制方面还做了许多工作。现将西欧在空间飞行器姿态控制系统方面的最新进展扼要介绍如下: 1.国际通信卫星V(Intelsat—V) 国际通信卫星V代表了国际通信卫星系列的最新水平。它由美国 Ford公司总承包,姿态控制系统则由西德MBB公司承包,预计1979年7月发射第一颗。该卫星的姿态控制系统,在国际通信卫星系列中第一次采用三轴稳定方案;敏感元件采用红外地球敏感器、精     

我国试验通信卫星的静、动平衡测试

前言 我国试验通信卫星是一颗同步定点通信卫星。它采用双自旋稳定的姿态控制系统。为了保证卫星能准确地发射到同步轨道、迅速地定点,并保证卫星在同步轨道上能长期稳定地进行通信、广播和电视传输等工作,就必须对卫星进行精密的静、动平衡测试。众所周知,卫星在自由空间是绕其中心主惯性轴自旋的,而它的各种仪器和设备又都是按几何轴为基准安装     

美国AEHF军事通信卫星推进系统及其在首发星上的应用

美国先进极高频（AEHF）项目将采用4颗运行于地球同步轨道（GEO）的AE—HF军事通信卫星。AEHF卫星的推进系统由远地点发动机、姿态控制发动机组和双模式霍尔电推进子系统组成。首发星AEHF-1是世界上首个采用霍尔电推进系统执行发射后轨道提升任夯的GEO卫星。AEHF-1卫星星箭分离后,远地点发动机未能正常工作,因此...     

利用随机森林算法的卫星控制系统故障诊

针对卫星姿态控制系统存在闭环控制，外部干扰强，进而影响故障诊断准确性和实时性的问题，提出了一种利用随机森林算法的卫星姿态控制系统姿态敏感器和执行器故障诊断方法。首先，采集不同故障情形下卫星姿态控制系统的输入输出数据，进行特征提取。随后通过随机有放回抽样划分训练集和测试集，建立基于随机森林算法的故障诊断模型。利用生成的随机森林模型，对实时输入输出数据进行分类，实现卫星姿态控制系统的故障诊断。利用卫星姿态控制系统半物理仿真平台的数据进行实验，对比实验结果表明：本文所提方法可以实现故障高精度分离，并具有更好的实时性，适用于卫星姿态控制系统的故障诊断问题。     

带充液腔的自旋卫星稳定性问题

本文应用Pfeiffer的思想讨论带轴对称充液腔的卫星系统自旋稳定性。本方法的基本思想为将轴对称腔内的液体旋度平均化,使之与空间位置无关,由此将液体的无限自由度问题离散化为有限自由度问题,从而用线性理论讨论系统的自旋稳定性。用这方法,本文讨论了带充液腔的非轴对称卫星系统、带充液腔的双自旋卫星系统的自旋稳定性,给出了它们的自旋稳定性判据。此外,本文还给出了一些带有不同形状腔体的卫星系统自旋稳定域图,为实际工程设计人员提供理论参考。     

国外军用通信卫星发展概况

自1958年12月18日美国空军发射第一颗低轨道军用通信试验卫星“斯科尔卫星”以来,国外已发展了十几个不同类型的军用通信卫星系统,用以满足远程战略通信和近程战术通信的需要。特别是美苏为了争夺空间霸权,一直在加紧部署战略、战术通信卫星网。截止1982年底,美国、苏联、英国和北约已成功地发射了350多颗试验型和实用型军用通信卫星(见表1)。目前在轨道上服役的战略战术通信卫星系统是:美国的国防通信卫星系统、空军通信卫星系统、舰队通信卫星系统,战术通信卫星系统;苏联的宇宙号军用战术通信卫星系统与数据中继卫星系统、地平线军、民用通信卫星系统;英国的天网卫星及北约的NATO卫星系统。     

新体制光学遥感卫星变转速环扫控制方法

针对基于圆锥扫描的新体制超宽覆盖光学遥感卫星在变转速环扫成像过程中，多条带在固定时间内有效拼接的问题，为了确保其在一个环扫周期内，卫星在相机开机期间绕对地轴慢速稳定自旋、相机关机期间变转速快速自旋，并且在下一次相机开机时刻自旋到指定的相位，提出一种bang-bang控制与固定时间控制相结合的复合控制方法。首先给出变转速姿态控制问题的数学模型，并采用两次坐标旋转，分别描述垂直于自旋轴和绕自旋轴的运动，建立光学环扫成像卫星的姿态模型。针对变转速环扫控制问题，将bang-bang控制与固定时间控制相结合，设计控制策略，并推导固定时间控制律。仿真校验结果表明，所提出的控制方法对于解决光学环扫成像卫星变转速环扫控制问题具备有效性，并具有良好的控制精度。     

轨道倾角对地球同步轨道通信卫星外热流影响分析

我国传统地球静止轨道(GEO)卫星外热流经验已不满足当前地球同步轨道(GSO)通信卫星热设计需求。为此,文章针对小倾角GSO卫星和倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星开展姿态控制策略、轨道倾角及升交点赤经对卫星外热流的影响规律研究。分析结果表明：对于小倾角GSO卫星,姿态与轨道升交点赤经对南北面外热流有不容忽视的影响;对采用实时偏航控制的IGSO通信卫星,应关注太阳翼红外热流对卫星本体的影响。     

基于音圈式Stewart平台的零刚度卫星复合姿态控制研究

针对扰动及卫星本体振动传递对高精度载荷姿态控制的影响,研究了基于音圈式Stewart隔振平台的零刚度超静卫星及其姿态控制问题。利用音圈作动器在电磁作用原理下存在结构间隙的特点,实现卫星载荷舱与本体舱结构非接触,理论上完全隔离振动。围绕该零刚度卫星两舱非接触引发的姿态控制难题,综合滑模控制强抗干扰能力和动态逆控制形式简明的特点,提出了鲁棒复合控制律,可弥补滑模控制律等效控制过于繁琐和动态逆控制器鲁棒性的不足,并证明了在该控制器作用下不确定动态系统的闭环稳定性。建立了载荷舱和本体舱的动力学与运动学模型,基于两舱相对动力学和运动学关系的分析,设计了载荷舱高精度高稳姿态控制和本体舱精确跟踪姿态控制律,证明了复合控制律的有效性。仿真结果表明:该零刚度卫星能实现较高的姿态控制精度,验证了所提算法的可行性及潜在的应用价值。     

1999年世界卫星技术及应用发展动态

1999年,世界卫星技术及应用领域发展平稳。以铱星系统为代表的移动通信卫星系统受到资金问题的困扰,静止轨道通信卫星平台进一步向大型化方向发展;很多国家和地区在1999年发射了高分辨率遥感卫星或出台了高分辨率遥感卫星计划,体现出对高分辨率遥感的重视;欧洲出台了伽利...     

2005年世界军用卫星发展综述

2005年,世界军用卫星领域取得了很大发展。侦察卫星继续受到各国和地区的重视,特别是天基雷达卫星和导弹预警卫星。美国稳步推进军用通信卫星系统的升级换代,法国发射了新一代军用通信卫星。以欧洲伽利略系统为代表,美俄欧三大导航定位卫星系统都取得了重要进展。     

国际通信卫星6号的主要设计特点

为了满足八十年代后半期国际通信业务量迅速增长的要求,国际通信卫星组织制定了国际通信卫星6号的发展计划。按计划,将在这个系列里研制16颗卫星,其总费用为16亿美元。自开始招标以来,以研制自旋稳定卫星著称的休斯公司和以研制三轴稳定卫     

卫星设计的现状与发展趋势

分析了卫星设计的发展趋向,目前存在传统的单任务逐个分系统设计、多任务模块化设计加公用舱和“小卫星”设计三种方法。多功能结构、纳米技术与微机电系统、分布式卫星系统是将来变更卫星设计的有潜力的技术。科学卫星与商业通信卫星有着截然不同的发展方向。     

自旋弹道导弹动力学与控制

弹道导弹主动段自旋飞行是一种新的构想,旨在对抗激光武器拦截,实现主动段突防.导弹自旋飞行引起的运动耦合、控制耦合及其它效应可能导致弹体失稳,实现较强耦合作用下弹道导弹自旋飞行姿态稳定控制是亟待解决的问题.文中建立了自旋弹道导弹的动力学和控制频域模型,分析了几种主要耦合作用对系统的影响,将系统开环传递矩阵分解为动力学耦合和控制耦合两部分,结合古典和现代频域方法进行了姿态控制系统设计研究,采用根轨迹方法分析了运动耦合对自旋弹道导弹性能的影响,用动态预补偿技术实现姿态解耦控制.仿真结果表明,方法有效改善了低滚速较强耦合条件下自旋弹道导弹姿态控制性能.     

东方红二号甲通信卫星热控制技术

一、引言 东方红二号甲(DFH-2A)是中国研制的自旋稳定地球静止通信卫星,目前已有三颗在轨运行,其中的第一颗已在轨飞行4年多时间。卫星的遥测数据表明,星上各种仪器和部件的温度均处于设计指标范围内,温度稳定。本文将介绍DFH-2A通信卫星的热控制技术,综述卫星在轨飞行温度的分析结果。     

国外对地观测卫星高精度姿态控制系统研究

简要介绍了国外对地观测卫星研制开发的历史、现状及其发展趋势，分析和研究了对地观测卫星的姿态控制系统，以及这类卫星所采用的技术手段和所达到的控制精度。同时展望了未来对地观测卫星姿态控制系统的技术要求并提出了相应的对策。     

轨控期间挠性卫星姿控系统的容错控制

卫星在实施轨道控制期间,轨道机动推力会影响卫星的姿态稳定.本文针对存在推力干扰的挠性卫星,研究执行器故障情况下姿控系统的容错控制问题.首先设计一种基于反步自适应变结构的被动客错控制器实现姿态稳定,在此基础上,采用分布式智能部件作为执行器,设计补偿项以更好地抑制挠性结构的振动和常值变形.最后,以轨控期间挠性卫星姿态控制系统的飞轮故障为应用实例进行数值仿真.仿真结果验证了本文所设计的姿态容错控制器的有效性和可行性.     

卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法

针对传统卫星总体和控制串行设计过程低效、设计性能受限、设计方案冗余等问题，提出了一种卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法。在轨道、结构、电源、推进等多学科耦合的传统总体设计模型基础上，将面向应用任务过程的卫星姿态控制仿真嵌入卫星多学科分析过程中，实现卫星总体方案与姿态控制的耦合精确分析和整体任务效能的综合评估，在此基础上进一步实现总体和控制的一体优化。最后，以某对地观测敏捷卫星为对象开展方法应用研究，优化结果表明所提方法获得了比传统设计方法目标函数性能更优、冗余度更低的设计方案，验证了卫星总体与姿态控制一体化优化设计方法的可行性和有效性。     

西欧空间飞行器姿态与轨道控制技术 国际学术讨论会情况介绍之(二) 附录 姿态及轨道控制会议论文目录

第一组姿态及轨道控制系统1.1 国际通信卫星 V(INTELSATV)的姿态测定及控制分系统 H.Bittner,E.Bruderle,Ch.Roche及W.Schmidts 西德MBB公司1.2一个横向自由度系统应用于阿里安工作重型卫星的姿态控制 J.Broquet,B.Govin 法国MATRA公司