采用变速控制力矩陀螺的航天器姿态跟踪研究

研究了以变速控制力矩陀螺(VSCMG)作为执行机构的航天器姿态跟踪问题.建立了以VSCMG为执行机构的航天器姿态动力学模型,引入一阶稳定的线性角速度滤波方程,同时,根据Lyapunov稳定性定理,设计了闭环系统的控制律.利用加权的最小范数解得到VSCMG的姿态控制输入矢量.提出了表征VSCMG构型的新奇异度量,在其基础上利用梯度法构建了VSCMG的零运动,以回避VSCMG的构型奇异,并使转子转速趋于期望值.以四陀螺金字塔构型为例进行仿真,仿真结果验证了该算法的可行性和有效性.