[發明專利]可降低系統能耗的空間太陽輻射計太陽跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 201610024147.3
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105652899B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 王紅睿;方偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙) 22210
• 代理人: 劉慧宇

可降低系統能耗的空間太陽輻射計太陽跟蹤控制方法，屬于太陽總輻射測量技術領域，為了解決現有空間太陽輻射計的太陽跟蹤系統能耗較大的問題，啟動空間太陽輻射計中的太陽跟蹤系統，令太陽跟蹤偏差小于預定閾值；啟動空間太陽輻射計中各電替代自定標輻射計的太陽測量模式；在電替代自定標輻射計的時間段[t_n1,t_n2]中，按照較小的系統偏差要求進行太陽跟蹤系統綜合設計，令太陽跟蹤偏差在零附近；在時間段[t_n2,t_n3]中，在系統非線性跟蹤控制器綜合設計中降低對太陽跟蹤偏差的要求，調整系統的控制輸出，逐漸停止精密太陽跟蹤，維持太陽在跟蹤系統的視場之內；在時間段[t_n3,t_n4]，太陽跟蹤偏差的要求為儀器系統設計要求。

技術領域

本發明涉及太陽同步軌道航天器上太陽輻射計的太陽跟蹤控制方法，屬于太陽總輻射測量技術領域。

背景技術

研究全球氣候變化需要一定時間長度的、連續的、高精度的太陽總輻射數據。太陽總輻照度數據是研究地球氣候系統變化的一個重要氣象觀測資料。由于地面上測量受到地球軌道運動，地球大氣層擾動、氣溶膠、水汽、大氣折反射等一系列因素的不利影響，很難在地面上獲取連續的、高精度的太陽總輻射數據?？臻g太陽總輻射測量可以去除地球軌道運動、地球大氣層等諸多因素的不利影響，為研究太陽輸出能量的微小變化提供了可靠的科學依據，是建立連續、長期太陽總輻射數據庫的重要途徑。

根據太陽總輻射測量儀器的對日方式，空基太陽總輻射測量可以大致分為掃描測量、整星對日測量和儀器自主對日測量三種工作方式。儀器自主對日觀測的方式具有對日跟蹤精度高、靈活性高等諸多優勢，受到了廣泛關注?，F有大多數航天器上太陽總輻射測量儀器的太陽跟蹤控制借鑒了地面連續太陽跟蹤的經驗，采用了連續長時間精密跟蹤太陽的方法。這種傳統連續跟蹤太陽的方法沒有考慮到太陽總輻射測量儀器的工作特點，系統能量消耗大。

發明內容

本發明為了解決現有空間太陽輻射計的太陽跟蹤系統連續、精密跟蹤太陽，系統能耗較大的問題，提出了降低系統能耗的空間太陽輻射計的太陽跟蹤控制方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

1、可降低系統能耗的空間太陽輻射計太陽跟蹤控制方法，其特征是，其包括以下步驟：

步驟1，在太陽總輻射測量啟動之前，啟動空間太陽輻射計中的太陽跟蹤系統，令太陽跟蹤偏差小于預定閾值；

步驟2，太陽跟蹤偏差小于預定閾值后，啟動空間太陽輻射計中各電替代自定標輻射計的太陽測量模式；

步驟3，在電替代自定標輻射計的第n個接收光輻射階段，即時間段[t_n1,t_n2]中，按照較小的系統偏差要求進行太陽跟蹤系統綜合設計，確保系統控制量可以完成精密太陽跟蹤，令太陽跟蹤偏差在零附近；

步驟4，在第n個電定標階段的時間段[t_n2,t_n3]中，即電定標階段開始后，在系統非線性跟蹤控制器綜合設計中降低對太陽跟蹤偏差的要求，調整系統的控制輸出，逐漸停止精密太陽跟蹤，令系統進入粗略跟蹤太陽的狀態，維持太陽在跟蹤系統的視場之內；

步驟5，在第n個電定標階段的時間段[t_n3,t_n4]中，逐漸提高系統對太陽跟蹤偏差的要求到儀器系統設計要求，增大系統的控制增益，降低太陽的跟蹤偏差，令系統恢復到精密太陽跟蹤的系統狀態。