题目：单框架控制力矩陀螺新型操纵律研究

随着航天技术的发展，对姿态控制执行机构提出了更高的要求。单框架控制力矩陀螺（SGCMG）作为一种惯性姿态执行机构，既能产生大输出力矩，又能实现高精度的姿态控制是一种优良的执行机构。然而，当多个SGCMG协调工作时，会产生奇异现象，严重困扰着SGCMG的应用。为此，在航天科技创新基金支持下，本文在对SGCMG系统奇异问题研究的基础上，提出了四种新型的SGCMG操纵律。本文的主要成果包括：首先，用几何的观点对SGCMG系统的奇异问题作了深入的研究和分析，运用可视化的方法研究了奇异角动量曲面的几何性质，并用几何的观点分析了零运动在奇点附近的形态以及其在奇异回避中的作用。其次，对不同构型的SGCMG系统的奇异角动量面的空间分布状况进行了对比分析，给出了构型选择的依据。第三，提出了四种新型的SGCMG操纵律，即基于观测器的操纵律、基于RBF网络的操纵律、基于Hopfield网络的操纵律和基于Lagrangian网络的操纵律，均可改善SGCMG系统的操纵性能。最后，建立了基于SGCMG的航天器姿态动力模型，为SGCMG在姿态控制中的进一步应用奠定了坚实基础。