基于磁悬浮控制力矩陀螺的航天器姿态动力学与控制

与常规执行机构相比，磁悬浮单框架控制力矩陀螺(SGCMG)输出力矩大、体积小、重量轻、寿命长，且只需消耗电能，在航天控制领域得到了广泛关注。然而，航天器以及框架转动会使磁悬浮转子产生动框架效应，使输出力矩精度下降，严重时可破坏磁悬浮系统的稳定性。因此，为减轻动框架效应，本项目将重点研究以下内容：①建立基于磁悬浮SGCMG的挠性航天器姿态动力学模型，对航天器、框架、磁悬浮转子三者之间的相互影响进行分析；②设计磁悬浮SGCMG系统的构形，分析运动奇异机理；③设计适用于磁悬浮SGCMG系统的新型全局操纵律；④研究基于磁悬浮SGCMG的航天器新型姿态控制/动量管理策略，改善控制性能。本项目来源于实际的航天控制需求，是航天技术进一步发展的需要，也是航天控制界的热点和难点，其研究成果可以应用于大型航天器姿态的高精度高稳定度控制或灵敏航天器姿态的快速机动与快速稳定，具有重要的理论意义和实际应用价值。