● 摘要
近年来，关于干扰观测器控制方法的研究进展迅速，应用到硬盘驱动器和简单飞行控制模型仿真中，均取得了较好的成果。本文是以带有单翼大挠性太阳帆板的航天器为研究对象，主要针对挠性航天器动力学模型及其姿态控制系统开展研究。这种航天器在结构上具有较大的不对称性，在稳态运行时，为了实现对日定向，在航天器飞行中太阳帆板需要围绕俯仰轴旋转，该帆板的旋转会直接影响卫星的三轴稳定。此外，由于大挠性附件的存在，作用在航天器上的扰动力和控制力不仅会使得航天器的位置与姿态发生改变，而且有可能激起挠性附件的弹性振动，进而影响航天器整体的姿态运动。
本文主要完成了以下几个方面的内容：
针对航天器的结构特点建立挠性航天器动力学模型，并重点考察航天器太阳帆板振动对姿态的影响，以便于控制系统的设计。
针对航天器的运行环境，建立主要的干扰力矩模型，即重力梯度力矩、太阳光压力矩、地磁力矩和气动力矩，为控制律的选择提供参考依据。
在航天器姿态控制系统设计的初步阶段，研究刚体卫星的三轴姿态稳定问题，以经典的控制理论作为主要工具设计反馈控制律，进行数值仿真，并分析在外界干扰作用下卫星的姿态稳定性。
在挠性航天器姿态动力学模型的基础上，通过分析挠性模态对卫星姿态的影响，建立考虑太阳帆板前三阶振动模态的挠性航天器三轴姿态控制系统数学模型，将挠性附件振动对卫星姿态的影响看作扰动，设计干扰观测器，以满足卫星精度及稳定度要求。