Attitude Control of a Satellite Vehicle—an Outline of the Problems

Abstract

Attitude Control of a Satellite Vehicle — an Outline of the Problems. The attitude of a satellite vehicle must be controlled for many applications. This paper describes some of the fundamental problems associated with the design of an attitude control system. These include the choice of an attitude reference system and of reference axes within the body, and the nature of the attitude perturbation torques acting on the satellite. Attitude equations of motion are derived and a rationale for a control system synthesis is suggested. Control torque sources, the effects of vehicle configuration, and the role of attitude sensing devices are discussed.

Zusammenfassung

Lagekontrolle eines künstlichen Satelliten. Die Lage eines künstlichen Satelliten im Raum muß für gewisse Anwendungszwecke reguliert werden. In der vorliegenden Arbeit werden die grundlegenden Probleme, die beim Entwurf einer solchen Lagensteuerung auftreten, beschrieben. Diese Probleme umfassen zunächst die Wahl eines geeigneten Bezugssystems und geeigneter Achsen in dem Satellitenkörper, ferner die Art der Lagenstörmomente, die an dem Körper angreifen. Bewegungsgleichungen für die Lagenänderungen werden abgeleitet und Richtlinien für den Aufbau eines Steuerungssystems werden angedeutet. Sodann werden die möglichen Kraftquellen für die Erzeugung von Steuermomenten sowie die Einflüsse der Körpergestalt und die Aufgaben der Lagenmeßgeräte besprochen.

Résumé

Une esquisse des problèmes posés par le contrôle de l’orientation d’un satellite. Pour de nombreuses applications l’orientation d’un satellite doit pouvoir être gouvernée. L’article décrit quelques uns des problèmes fondamentaux associés à la conception d’un dispositif de contrôle de cette orientation. Parmi ceux-ci figurent le choix d’une référence d’orientation, le choix d’axes de référence dans le satellite et la nature des couples perturbateurs agissant sur celui-ci. Les équations du mouvement d’orientation sont établies et une approche rationnelle est suggérée pour la synthèse d’un dispositif de contrôle. Les types de couples de contrôle, les effets de la configuration du véhicule et le rôle des détecteurs d’orientation sont mis en discussion.