第七章刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 §7-9卫星姿态动力学与控制简介 1卫星的轨道运动与姿态运动 卫星的运动可分解为轨道运动(质心的运动) 和姿态运动(相对质心的定点运动) 轨道运动与姿态运动通常是耦合的。工程研究 中通常假设姿态运动不影响轨道运动
第七章 刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 §7-9 卫星姿态动力学与控制简介 卫星的运动可分解为轨道运动（质心的运动） 和姿态运动（相对质心的定点运动） 轨道运动与姿态运动通常是耦合的。工程研究 中通常假设姿态运动不影响轨道运动。 1 卫星的轨道运动与姿态运动
第七章刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 2卫星姿态动力学模型 √单刚体模型 简单 √多刚体模型 √多柔体模型 √充液体刚体模型 √充液多柔体模型 复杂
单刚体模型 简单 多刚体模型 多柔体模型 充液体刚体模型 充液多柔体模型 复杂 2 卫星姿态动力学模型 第七章 刚体动力学 卫星姿态动力学与控制
第七章刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 3卫星姿态动力学方程 卫星姿态动力学方程:G=Me 卫星相对质心的动量矩: J·d+h 其中h是卫星上动量轮的相对动量矩,是卫星 的角速度,J是卫星整体(包括动量轮)相对卫 星质心的惯性张量
第七章 刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 (e) Gc Mc 卫星姿态动力学方程： = 卫星相对质心的动量矩： Gc Jc h = + 其中 是卫星上动量轮的相对动量矩， 是卫星 的角速度， 是卫星整体（包括动量轮）相对卫 星质心的惯性张量。 h c J 3 卫星姿态动力学方程
第七章刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 卫星受到的外力矩通常包括: )控制力矩: 磁力矩M m (magnetic 喷气控制力矩(变质量) p(propulsion 2)重力梯度力矩 g (gravity gradient ●3)干扰力矩: Ma (disturbance) 包括大气阻力矩和太阳光压力矩等 卫星上动量轮的控制力矩:M=ah
第七章 刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 卫星上动量轮的控制力矩： h dt d Mw ~ = 卫星受到的外力矩通常包括： M (magnetic) m M ( propulsion) p 1）控制力矩： 磁力矩 喷气控制力矩（变质量） 3）干扰力矩： 包括大气阻力矩和太阳光压力矩等。 M (disturbance) d M (gravity gradient) g 2）重力梯度力矩：
第七章刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 如果忽略变质量对卫星惯性张量的微弱影响, 卫星姿态动力学方程可写成为 Je·+o×(J·+h)=Mg+Mm+Mn-M+Ma 其中喷气控制力矩和动量轮控制力矩是时间的 已知函数,干扰力矩与卫星轨道和卫星外形有 关,磁力矩与卫星轨道和姿态有关,重力梯度 力矩与卫星轨道和姿态有关
第七章 刚体动力学 卫星姿态动力学与控制 如果忽略变质量对卫星惯性张量的微弱影响， 卫星姿态动力学方程可写成为 c c h Mg Mm M p Mw Md J J +( + ) = + + − + 其中喷气控制力矩和动量轮控制力矩是时间的 已知函数，干扰力矩与卫星轨道和卫星外形有 关，磁力矩与卫星轨道和姿态有关，重力梯度 力矩与卫星轨道和姿态有关