[發明專利]一種可靠太陽帆板自主跟蹤太陽控制方法

有效

• 申請號: 201610081893.6
• 申請日: 2016-02-05
• 公開（公告）號: CN105620794B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 武國強;張銳;林寶軍;熊淑杰;白濤;王昊光;秦貴軍
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44;G05D3/10
• 代理公司: 上海盈盛知識產權代理事務所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤

1.一種可靠帆板自主跟蹤太陽的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟一、根據衛星軌道系下太陽矢量，計算帆板需要轉動目標轉角，所述太陽矢量通過太陽模型和衛星位置計算得到，目標轉角定義為本體系太陽矢量在XOZ面的投影與各帆板驅動機構零位所指軸向的夾角，順時針方向為正；

步驟二、根據帆板當前轉動目標轉角和絕對轉角，計算帆板轉動角度偏差，通過歸一化判斷，找到帆板轉動最小路徑，包括：

(1)分別計算兩側帆板的轉動方向：

-Y側：絕對轉角≤180°，0°≤q≤180°：方向a＝0(正)，否則a＝1(反)；

+Y側：絕對轉角＞180°，-180°≤q≤0°：方向a＝1，否則a＝0；

(2)分別計算兩側轉動角度 偏差大小：

-Y側：|q|≤180°，q＝|q|；

+Y側：|q|>180°，q＝360°-|q|；

步驟三、按照帆板對日控制精度要求，根據當前轉動角度偏差設計合理控制策略，控制帆板以不同工作模式轉動，避免帆板頻繁停轉和帆板不同模式切換帶來對姿態和帆板驅動機構壽命的影響，控制策略包括：根據轉動角度偏差設置轉動標志，當轉動標志不為0且帆板驅動機構工作模式不為巡航模式時，帆板按巡航模式轉動；當轉動標志為0且帆板驅動機構工作模式不為保持模式時，帆板驅動機構為保持模式，當兩側帆板轉動標志不一致時，分別設置兩側帆板驅動的工作模式。

2.根據權利要求1所述的可靠帆板自主跟蹤太陽的控制方法，其特征在于：步驟一中，帆板需要轉動目標轉角的計算不依賴星上的敏感器，使得帆板控制軟件數據接口簡單，可以獨立運行，不受敏感器和姿態無效或數據異常的影響；

軌道系太陽矢量為L＝[Sox Soy Soz]^T，根據姿態工作模式可知衛星目標姿態角，利用目標姿態角計算得到衛星本體系太陽矢量S_b；

目標轉角范圍為[0,2π]，

-Y目標轉角為：

+Y目標轉角為：

上式中，如果則采用上一周期目標角。

3.根據權利要求1所述的可靠帆板自主跟蹤太陽的控制方法，其特征在于：步驟三中，采用繼電控制策略，設置不同位置分區，按照不同模式控制帆板轉動，減少帆板模式切換次數和停轉次數。

4.根據權利要求1所述的可靠帆板自主跟蹤太陽的控制方法，其特征在于：步驟三中，為避免目標角度和帆板轉角測量位置出現野值，導致帆板進入增量模式無法停止，設置保護閾值，轉動角度偏差大于30度時，按照30度進行處理。