陀螺飞轮变增益控制方法研究.pdf

硕士学位论文

陀螺飞轮变增益控制方法研究



RESEARCH OF VARIABLE GAIN CONTROL
METHOD FOR GYROWHEELSYSTEM



冯四兆











哈尔滨工业大学

2017 年 6 月
国内图书分类号：TP273 学校代码：10213
国际图书分类号： 密级：公开




工学硕士学位论文

陀螺飞轮变增益控制方法研究








硕士研究生 ： 冯四兆
导师 ： 霍 鑫 副教授
申请学位 ： 工学硕士
学科、专业 ： 控制科学与工程
所在单位 ： 航天学院
答辩日期 ： 2017 年 6 月
授予学位单位 ： 哈尔滨工业大学
Classified Index: TP273
:




Dissertation for the Master Degree in Science

RESEARCH OF VARIABLE GAIN CONTROL
METHOD FOR GYROWHEELSYSTEM








Candidate: Feng Sizhao
Supervisor: A. Prof. Huo Xin
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Control Science and Engineering
Affiliation: School of Astronautics
Date of Defence: June, 2017
Degree Conferring Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘 要
陀螺飞轮是一种新型的微小航天器姿态控制系统元件，同时集成了姿控执
行器和姿态敏感器的功能，显著降低了姿态控制系统的体积、质量和成本。陀
螺飞轮的控制可以分为轴向运动控制和倾侧运动控制，其中倾侧运动控制是陀
螺飞轮转子控制中的重点。本文以陀螺飞轮的倾侧运动控制为研究对象，研究
了不同的变增益控制方法，基于陀螺飞轮实际样机，对变增益控制器的控制效
果进行了验证。
首先，利用拉格朗日方程，推导了陀螺飞轮转子的完整非线性动力学方
程，基于合理的假设得到了陀螺飞轮的简化模型。并使用