Spacecraft Angular Rates and Angular Acceleration Estimation Using Single-Gimbal Magnetically Suspended Control Moment Gyros
Spacecraft Angular Rates and Angular Acceleration Estimation Using Single-Gimbal Magnetically Suspended Control Moment Gyros
复制标题
使用单万向节磁悬浮控制力矩陀螺仪估计航天器角速率和角加速度
DOI：
10.1109/tie.2018.2826468
复制
发表时间：
2019
影响因子：
7.7
通讯作者：
杨晓东
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
陈晓岑;蔡远文;任元;杨晓东
为实现高动态条件下航天器角速度和角加速度的高精度估计，提出了一种基于单框架磁悬浮控制力矩陀螺（SGMSCMG）结构的高精度角速度和角加速度估计方法。解析求解了角速率和角加速度，并进一步分析了在陀螺误差和安装误差存在的情况下，该方法与传统方法的估计精度比较。与传统的三正交配置方法相比，该方法在控制作动器配置中采用任意三个SGMSCMG，而不是额外的速率陀螺。该方法巧妙地保留了角速度和角加速度解中的所有惯性耦合项。因此，姿态速率的相对估计精度实际上仅取决于陀螺误差及其安装误差，其在高动态条件下不再衰减。在给定的误差条件下，其相应的角加速度估计精度由角速度的大小决定，而不是由角加速度的大小决定。半物理仿真结果验证了该估计方法的正确性和优越性。
To achieve the high-precision angular velocity and angular acceleration estimation of spacecraft under high dynamic conditions, a novel method based on single-gimbal magnetically suspended control moment gyroscope (SGMSCMG) configuration is proposed in this paper. Both the angular rates and angular accelerations have been resolved analytically, and their comparative estimation precision between the proposed method and the traditional one has been further analyzed in the presence of gyro error and installation error. Compared to the traditional three-orthogonal configuration method, the proposed one employs any three SGMSCMGs in the control actuator configuration instead of additional rate gyros. All the inertial coupling items are retained tactfully in the angular rate and angular acceleration solution by the proposed method. Thus, the relative estimation accuracy of the attitude rate depends only on the gyro error and its installation error in practice, which do not decay under high dynamic conditions anymore. And its corresponding angular acceleration estimation precision is determined by the size of angular velocity instead of angular acceleration under the given error condition. The semiphysical simulation results demonstrate the correctness and superiority of the proposed estimation method.
登录
查看更多内容
影响因子：
2.4
作者：
Lee, Daero;Vukovich, George;Lee, Regina
通讯作者：
Lee, Regina
不完全测量的离散时间T-S模糊系统的分布式滤波
影响因子：
11.9
作者：
Dan Zhang;Sing Kiong Nguang;Dipti Srinivasan;Li Yu
通讯作者：
Li Yu
影响因子：
4.3
作者：
Bowles, Stephen R.;Gallacher, Barry J.;Townsend, Kevin
通讯作者：
Townsend, Kevin
DOI：
10.1109/taes.2015.130715
发表时间：
2015-10
影响因子：
4.4
作者：
Jiawei Zhang;Kemao Ma;Guizhi Meng;S. Tian
通讯作者：
Jiawei Zhang;Kemao Ma;Guizhi Meng;S. Tian
影响因子：
2.6
作者：
Challa, Murty S.
通讯作者：
Challa, Murty S.