Attitude Tracking Control of Spacecraft with CMGs Using Stochastic System Model and Stochastic Backstepping Method
Attitude Tracking Control of Spacecraft with CMGs Using Stochastic System Model and Stochastic Backstepping Method
复制标题
基于随机系统模型和随机反步法的CMG航天器姿态跟踪控制
DOI：
10.11499/sicejl.61.127
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
田坂 直也
中科院分区：
文献类型：
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作者：
佐藤 訓志;田坂 直也
宇宙機の姿勢変更は, 太陽電池パネルの太陽指向, 通信アンテナの基地局への指向, 観測機器の対象への指向などミッションにおいて不可欠な機動であり, 高速, 高精度, 大角度な姿勢変更を可能とする姿勢制御技術の開発は理論と応用の両面から重要なテーマである. 本稿では, 図 1 に示す宇宙空間上の 3 軸姿勢制御を模擬できる地上実験機に対して非線形確率制御による姿勢追従の適用事例を紹介する. 本実験機は, 宇宙機を模した空気浮上テーブル, 支柱, コンプレッサから構成されている. テーブル下部の球面空気軸受けにコンプレッサから圧縮空気を送り, テーブルを浮上させることで, 球面軸受けによる摩擦の影響を十分小さくしている. また, 実験機の重心と回転中心が一致していないと地上では重力トルクが発生するため, 三つのカウンターウェイトの位置をボールネジにより調整することで, 重心と回転中心を近づけ, 重力トルクの影響を小さくしている. このような工夫により, 本実験機は宇宙空間での 3 自由度姿勢運動の地上での模擬実験を可能としている. 本稿では, まず姿勢制御アクチュエータの一つである Control Moment Gyro (CMG) に関する基礎方程式およびステアリング則 1) を紹介する. つづいて, 目標姿勢軌道に関する姿勢追従誤差系のキネマティクスおよびダイナミクス方程式を示す. その上で, 確定的な外乱だけ