● 摘要
现今的科研活动，商业活动以及人的生活越来越和卫星有着密切的关系。卫星在军事防卫中也是有着极其重要的作用。而卫星本身是一个比较复杂的系统，如果在附以挠性附件，那么卫星的复杂度将会再次提升。本文是以一个军事防卫卫星为原型的一次系统的的研究，以带载卫星为对象形成五轴姿态控制系统，并对挠性太阳帆板进行建模，以完成对实际卫星的模拟，并设计控制器，并重点研究智能控制算法来实现卫星的姿态稳定与跟踪。
第一部分为建模，在对比了众多建模方法之后，选取了最为适合本文研究内容的Kane方程法建模。利用卫星各部分的位置，速度，加速度的表达式，得出广义速度矢量和偏速度向量，结合Kane方程写出卫星的动力学方程，然后进行整理得到卫星的状态方程。根据项目以及卫星模型的需要将卫星运动学方程推导出来。本章节还对姿态控制器可使用的模型进行了简化，最后对卫星的执行机构和姿态确定系统进行了建模。
第二部分为传统控制器的设计，其中利用PD控制器简单易设计的特点，来完成了挠性卫星的五轴姿态控制系统的闭环任务。然后分析了滑模控制器适用于卫星的特点，对滑模控制器进行了设计。并整定好参数，得到了良好的控制结果。
第三部分为挠性卫星的五轴姿态控制系统设计了基于智能算法的控制器。主要采用了利用BP神经网络对滑模控制器参数进行优化的方法，这种方法使用了前人总结的学习效率与惯性率的规律，很容易能对卫星系统进行良好的控制。
第四部分为工程实践，对第二部分设计好的滑模控制器，在MATLAB里做了基本的实验，通过各模块的反复检查，验证了卫星建模的正确性，同时通过多组输入观察输出，输出结果正常即验证了设计的控制器具有鲁棒性和稳定性。然后根据项目的要求，编写了C++模型，并将其移植到RTX实时系统，做好与其他节点相连的接口，参与大系统的联调。