1、隨著“神舟號(hào)”飛船的接連升空，探月計(jì)劃的順利實(shí)施，中國已經(jīng)進(jìn)入了太陽系深空探測(cè)的時(shí)代。火星是地球軌道外側(cè)的第一近鄰，而且它的許多特征與地球極為相似，所以對(duì)火星的探測(cè)可以極大地開拓人類生存空間。本文是以中國第一顆火星探測(cè)器為背景，著重對(duì)其姿態(tài)控制技術(shù)展開研究。
　　與傳統(tǒng)對(duì)地定向飛行的航天器不同，火星探測(cè)器在執(zhí)行任務(wù)過程中需要完成對(duì)日定向、對(duì)地定向以及對(duì)火星定向(方便起見，后續(xù)簡稱為對(duì)火定向)任務(wù)，在此期間涉及到多個(gè)定向基準(zhǔn)之間的實(shí)

2、時(shí)轉(zhuǎn)換，這是本文的第一個(gè)研究重點(diǎn)——天體及探測(cè)器軌道運(yùn)算。另外，探測(cè)器在軌運(yùn)行期間需進(jìn)行一定的探測(cè)、開發(fā)和利用空間的任務(wù)，為了保證任務(wù)的順利完成，對(duì)航天器的姿態(tài)提出了各種要求，這就是本文的另一個(gè)研究重點(diǎn)——探測(cè)器姿態(tài)控制。由此，論文主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，建立了天體及航天器軌道動(dòng)力學(xué)模型。根據(jù)地球、火星在J2000.0日心黃道坐標(biāo)系中的軌道根數(shù)，得到地球、火星在日心黃道坐標(biāo)系中的實(shí)時(shí)位置矢量；同理根據(jù)探測(cè)器在J2000.0火

3、心赤道坐標(biāo)系中的軌道根數(shù)，得到探測(cè)器在J2000.0火心赤道坐標(biāo)系中的實(shí)時(shí)位置矢量；由此實(shí)時(shí)解算出各定向任務(wù)中的目標(biāo)姿態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行了仿真研究。
　　其次，完成了探測(cè)器全模式飛行的姿態(tài)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。全模式飛行過程主要包括速率阻尼、粗對(duì)日定向、精對(duì)日定向、對(duì)地定向及對(duì)火定向等幾個(gè)階段。建立了模擬太陽角計(jì)數(shù)學(xué)模型；針對(duì)噴氣推力器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了非線性的斜開關(guān)線控制律，并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化；完成了探測(cè)器穩(wěn)態(tài)飛行階段控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)經(jīng)典的PD控