超大尺度航天器姿态与结构分布式综合控制研究

For the development of future super-large scale spacecraft, such as high resolution large view-field remote sensing satellites, this project will synthetically makes use advantages and properties of both rope control and attitude control systems to explore new approaches of solving the problem of fast attitude maneuver and fast attitude and structure stabilization. The theory and methodology of distributed synthetic control for the super-large scale spacecraft will be studied in this project. The research include: (1)dynamic modelling, model reduction, analytical and numerical methods; (2)structure global vibration and deformation measurement methods; (3) CMG based fast attitude maneuver and fast attitude and structure stabilization control theory and methodology; (4)synthetic control with ropes and distributed attitude control systems; (5) ground experimental method and experiments. Two key scientific problems will be investigated and solved in this research, which are (1) description methodology of synthetic effect with both rope and attitude control systems and (2) distributed synthetic control methodology for simultaneously control of global attitude and structure.

面向以高分辨率大视场遥感卫星等典型的超大尺寸航天器的发展，综合应用拉索控制和姿态控制系统各自的优势和特点，探索解决超大尺度航天器的姿态快速机动与姿态和结构同时快速稳定控制问题的新途径，开展超大尺度柔性航天器分布式综合控制理论与方法研究。研究内容包括：（1）超大尺度柔性航天器动力学建模、降阶与分析计算方法研究；（2）超大尺度柔性结构全局形状测量、振动测量与参数辨识技术研究；（3）基于控制力矩陀螺的超大尺度柔性航天器姿态机动与姿态及结构快速稳定控制研究；（4）基于拉索和分布式航天器姿态控制系统的超大尺度柔性航天综合控制问题研究；（5）大尺度柔性航天器测量与控制地面试验技术研究。将重点解决两个科学问题：（1）分布式姿态控制与拉索控制的综合控制效应描述与分析问题和（2）基于刚度与扭矩控制的结构形变、结构低频振动与全局姿态的分布式综合控制问题。

面向以高分辨率大视场遥感卫星等典型的超大尺寸航天器的发展，综合应用拉索控制和姿态控制系统各自的优势和特点，探索解决超大尺度航天器的姿态快速机动与姿态和结构同时快速稳定控制问题的新途径，开展超大尺度柔性航天器分布式综合控制理论与方法研究。研究内容包括：（1）超大尺度柔性航天器动力学建模、降阶与分析计算方法研究；（2）超大尺度柔性结构全局形状测量、振动测量与参数辨识技术研究；（3）基于控制力矩陀螺的超大尺度柔性航天器姿态机动与姿态及结构快速稳定控制研究；（4）基于拉索和分布式航天器姿态控制系统的超大尺度柔性航天综合控制问题研究；（5）大尺度柔性航天器测量与控制地面试验技术研究。本项目完成了上述研究内容，并发展了理论和方法，解决了遥感卫星成像过程中的结构振动和姿态控制耦合问题，实现了成像质量和成像效率的综合优化，并将图像处理技术和结构振动特征识别相结合，解决了大尺度航天器结构振动特性在轨非接触测量的问题。