题目：微小卫星姿态控制系统半物理仿真技术研究

随着微小卫星的迅速发展， 微小卫星的姿态控制系统也有新的要求。磁力矩器体积小、重量轻、结构简单，利用磁力矩器进行姿态控制逐渐受到重视。本文针对北京航空航天大学一颗微小卫星BUAASAT进行研究，利用磁力矩器，实现对重力梯度微小卫星的姿态三轴稳定，并进行了数学仿真和半物理仿真。

本文首先介绍了微小卫星及其姿态控制，特别是磁控制国内外的发展现状，根据BUAASAT总体任务确定姿态控制系统方案、功能和组成。然后建立微小卫星姿态动力学和运动学模型，分析了卫星空间的干扰力矩。

根据磁控原理，完成仿真过程中本体坐标系下地磁场强度的获取，以及磁力矩器磁矩的设计。卫星入轨后，首先利用B-dot控制算法实现速率阻尼。速率阻尼完成后，进行姿态捕获和稳定，设计该阶段的控制律，包括拟PD控制律、限制姿态控制律。针对每种控制律做了数学仿真，为BUAASAT的姿态控制提供理论基础和仿真验证。

本文对磁力矩器的设计和测试方法进行了研究。首先根据BUAASAT微小卫星的干扰力矩,估计磁力矩的最小磁矩，并提出磁力矩的技术指标和要求。根据技术指标分别对磁棒和驱动电路进行设计，最后提出磁矩测试原理和方法，分别对磁棒和驱动电路进行测试，测试结果满足BUAASAT磁矩的要求。

本文最后进行姿态控制器硬件设计，并用C语言完成姿态控制程序的设计。然后，基于dSPACE仿真平台，将运动学模型、动力学模型以及磁场模型等下载到dSPACE中，设计dSPACE和控制器的硬件和软件接口，实现控制器在回路中的半物理仿真。