甚低地球轨道中主动气动姿态控制的不确定性与设计
空间物理
2022-03-16 v1
摘要
本文讨论了在甚低地球轨道（即高度低于 450 km）中采用主动气动姿态控制所能达到的设计与性能。提出了一种新颖的实时算法，用于选择气动执行机构的偏转角度，以使其与所选控制律计算出的控制信号最为匹配。该算法基于面元法计算气动系数，并依赖于近似环境参数估计以及空间材料再发射特性的最坏情况假设。结果讨论基于两个代表性的指向机动进行，其中动量轮与气动执行机构协同使用。假定采用离散时间实现的四元数反馈 PID 控制器以 1 Hz 采样频率确定控制信号。针对广泛轨道条件进行的蒙特卡洛分析结果表明，绝大多数情况下成功实现了目标姿态，从而证明了该方法在环境不确定性和现实姿态硬件限制下的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2203.07790,
title = {Uncertainties and Design of Active Aerodynamic Attitude Control in Very Low Earth Orbit},
author = {Sabrina Livadiotti and Nicholas H. Crisp and Peter C. E. Roberts and Vitor T. A. Oiko and Simon Christensen and Rosa Maria Dominguez and Georg H. Herdrich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.07790},
year = {2022}
}
备注
33 pages, 14 figures, 3 tables, accepted for publication in AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics (2022-01-04)