基于能耗約束的控制力矩陀螺可重構(gòu)性分析

楊鳳鬧， 徐 開， 李 峰

(1.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，長春 130033; 2.中國科學院大學,北京 100049;3.長光衛(wèi)星技術(shù)有限公司,長春 130033)

基于能耗約束的控制力矩陀螺可重構(gòu)性分析

楊鳳鬧1,2， 徐 開1,3， 李 峰3

(1.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，長春 130033; 2.中國科學院大學,北京 100049;3.長光衛(wèi)星技術(shù)有限公司,長春 130033)

對衛(wèi)星執(zhí)行機構(gòu)控制力矩陀螺的可重構(gòu)性度量標準進行了研究，提出了一種基于能耗約束下的控制力矩陀螺可重構(gòu)性度量標準。結(jié)合衛(wèi)星姿態(tài)控制動力學與運動學方程，建立狀態(tài)空間形式表達的線性姿態(tài)動力學方程，將故障失效因子向量引入到線性空間方程；建立了基于格蘭姆矩陣的可重構(gòu)性度量標準。最后對金字塔構(gòu)型的控制力矩陀螺群進行仿真分析，仿真結(jié)果符合實際情況，驗證了該度量標準的正確性與有效性。

控制力矩陀螺； 可重構(gòu)性； 度量標準

0 引言

由于衛(wèi)星工作環(huán)境以及人工干預能力有限的獨特性，對衛(wèi)星故障的研究已成為熱點之一。通過對衛(wèi)星在軌故障統(tǒng)計可知，姿控分系統(tǒng)發(fā)生故障占整個衛(wèi)星故障的28.8%，而衛(wèi)星執(zhí)行機構(gòu)故障占姿控系統(tǒng)故障的30%[1]，所以對衛(wèi)星執(zhí)行機構(gòu)的故障研究愈發(fā)重要。

與其他衛(wèi)星執(zhí)行機構(gòu)相比較，控制力矩陀螺以其獨特的優(yōu)越性，已作為衛(wèi)星執(zhí)行機構(gòu)進行了在軌搭載實驗[2]。陀螺失效會使陀螺群原有的控制力矩陀螺構(gòu)型發(fā)生變化，破壞構(gòu)型的對稱性，將嚴重影響姿態(tài)控制的正常進行。……