题目：基于磁力矩器/飞轮/推进的卫星姿控半物理仿真研究

姿态控制系统是卫星的一个重要组成部分。在整个卫星的研制过程中，对姿态控制系统进行仿真及验证是一个必不可少的环节。卫星姿态控制系统半物理仿真既可试验卫星控制系统方案，又可验证已研制出的控制系统的性能及卫星故障控制策略，对卫星控制系统的研制具有重要作用。论文结合科技部“863”计划地球观测与导航技术领域重点项目——XXX与实验技术集成与验证系统，开展了基于磁力矩器/飞轮/推进的卫星姿态控制系统半物理仿真的研究，设计了针对三轴稳定微纳卫星各运行模式的姿态控制系统半物理仿真方案；实现了卫星姿态控制系统半物理仿真系统；完成了卫星姿态控制系统半物理仿真试验。具体研究内容如下：在卫星姿态控制系统半物理仿真方案设计方面，论文针对卫星各种运行模式设计了基于单转台的半物理仿真方案和星-地计算机闭路仿真方案，并给出了方案的试验初始条件及目标条件、仿真试验流程；同时设计了卫星各种故障模式下的切换方案。在卫星姿态控制系统半物理仿真实现方面，首先建立了星-地计算机闭路仿真用卫星敏感器模型；其次设计并实现了空芯磁力矩器，以及根据推进系统的输入输出信号，利用单片机实现了推进系统模拟器；最后结合实验室研制的微小机械飞轮构建了基于磁力矩器/飞轮/推进的卫星姿态控制系统半物理仿真系统。最后进行了卫星姿态控制系统的半物理仿真试验，这部分首先完成了半物理仿真软件的数据采集及显示软件；然后进行了基于飞轮的仿真试验，包括陀螺和飞轮的转台开环试验以及飞轮的稳态试验，验证了轮控算法及飞轮的精度符合卫星要求，并设计了陀螺地速补偿算法；最后进行了基于磁力矩器的仿真试验，验证了磁控算法及磁力矩器的精度符合卫星姿态控制的要求。