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研究生:郭永麟
研究生(外文):YONG-LIN KUO
論文名稱:人造衛星姿態控制次系統之地面硬體迴路模擬
論文名稱(外文):HARDWARE-IN-THE-LOOP GROUND SIMULATION OF SPACECRAFT ATTITUDE CONTROL SUBSYSTEM
指導教授:林穎裕林穎裕引用關係
指導教授(外文):YIING-YUH LIN
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:航空太空工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1994
畢業學年度:82
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:姿態
外文關鍵詞:ATTITUDE
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以個人電腦為主的簡單設備與硬體架構,本文提供了低軌道繞地球之人造
衛星在姿態穩定控制方面的一些分析與比較。本研究的研究方向可分為下
列幾項:(一)在高精度的要求下,選擇動量偏斜(momentum bias
stabilization)和三軸穩定(three-axis stabilization)兩種姿態控制的
方法,探討衛星在正常操作(normal mode)下之姿態運動。(二)除了要求
姿態穩定外,同時還要利用磁線圈 (magnetic coil)與地磁(
geomagnetic field)作用所產生的控制力矩,對衛星上的動量輪(
momentum wheel)或反應輪(reaction wheel)做動量卸除(momentum
dumping)。(三)考慮低軌道衛星所受的幾項主要的干擾力矩的影響,重力
梯度力矩、磁性干擾力矩和氣動力力矩。(四)在姿態決定(attitude
determination)方面,選擇並測試估測器的性能,以提供準確的衛星姿態
之迴授訊號。(五)建立並測試一個模擬衛星姿態運動的硬體環境,以印證
衛星姿態控制之設計。最後以電腦和硬體迴路分別模擬衛星姿態的小角度
和大角度運動。對於一個剛性的人造衛星而言,其運動是由衛星的位置、
速度、姿態和姿態運動所決定,其中前二者是描述衛星質心的平移運動,
此為軌道力學之領域,而後二者是描述衛星的姿態運動。一般而言軌道和
姿態是互相影響的,在本論文當中為了要單獨討論姿態運動,我們將其分
離,所以假設衛星的軌道是已知的且受軌道影響很小可忽之,而在此前題
下探討衛星的姿態運動。
This research prsents some analysis and comparison of the
attitude stabilization control methods for a low-earth orbit
satellite by using personal computer controlled simple
equipment and hardware setup. In this paper, we presented the
following studies: (1) Under the high accuracy pointing
requirement, we selected the two attitude control methods, the
momentum bias and the three-axis stabilization to discuss the
satellite attitude motion in normal mode. (2) Besides
performing the attitude stabilization, we used the magnetic
coils to dump the excess angular momentum from the momentum
wheels or the reaction wheels on the satellite simultaneously.
(3) We considered the some main environmental torques for a low-
earth orbit satellite, which included the gravity-gradient
torque, the magnetic disturbance torque, and the aerodynamic
torque. (4) On the attitude determination, we designed the
estimator and tested its performance to computer the satellite
attitude as the attitude feedback control signal. (5) We
established a hardware-in-the-loop environment to simulate the
satellite attitude motion and tested the feasibility of the
attitude control design. At last, we made two examples. One is
to simulate the attitude stabilization by the personal
computer. The other is to simulate a large-angle attitude
maneuver by the hardware-in-the-loop equipment.
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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