[發(fā)明專(zhuān)利]一種電推進(jìn)系統(tǒng)毫牛級(jí)推力在軌標(biāo)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810019686.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108454886B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高俊;劉忠漢;范煒;鄒達(dá)人;劉蕊;湯章陽(yáng);丁鳳林;李宗良;劉國(guó)西
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京控制工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B64G1/40
• 分類(lèi)號(hào): B64G1/40;B64G1/22
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

1.一種電推進(jìn)系統(tǒng)毫牛級(jí)推力在軌標(biāo)定方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟(一)、衛(wèi)星的背地面的底部對(duì)稱(chēng)設(shè)置有4個(gè)電推力器；隨機(jī)選定其中一個(gè)需要標(biāo)定的電推力器；在衛(wèi)星的背地面建立坐標(biāo)系OXYZ；調(diào)節(jié)選定電推力器，使選定電推力器的推力方向指向Z軸正方向；其它3個(gè)電推力器不動(dòng)作；

步驟(二)、衛(wèi)星內(nèi)部配置有4個(gè)動(dòng)量輪，通過(guò)改變相應(yīng)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)速與選定電推力器的推力抵消，實(shí)現(xiàn)保持衛(wèi)星姿態(tài)不變；

步驟(三)、選定的電推力器點(diǎn)火過(guò)程中，測(cè)量衛(wèi)星內(nèi)部4個(gè)動(dòng)量輪的角速度；開(kāi)始點(diǎn)火時(shí)刻t₀的4個(gè)動(dòng)量輪的瞬時(shí)角速度分別為ω_1S、ω_2S、ω_3S和ω_4S；點(diǎn)火結(jié)束時(shí)刻t₁的4個(gè)動(dòng)量輪的瞬時(shí)角速度分別為ω_1e、ω_2e、ω_3e和ω_4e；根據(jù)開(kāi)始點(diǎn)火時(shí)刻t₀的4個(gè)動(dòng)量輪的瞬時(shí)角速度和點(diǎn)火結(jié)束時(shí)刻t₁的4個(gè)動(dòng)量輪的瞬時(shí)角速度計(jì)算得到點(diǎn)火時(shí)長(zhǎng)t＝t₁-t₀內(nèi)4個(gè)動(dòng)量輪的角加速度；

步驟(四)、測(cè)量得到4個(gè)動(dòng)量輪在衛(wèi)星內(nèi)部的安裝位置和方向；并根據(jù)4個(gè)動(dòng)量輪在衛(wèi)星內(nèi)部的安裝位置和方向，建立4個(gè)動(dòng)量輪對(duì)應(yīng)的角動(dòng)量分解矩陣根據(jù)4個(gè)動(dòng)量輪對(duì)應(yīng)的角動(dòng)量分解矩陣和步驟(三)中得到的4個(gè)動(dòng)量輪的角加速度，計(jì)算得到衛(wèi)星沿坐標(biāo)系OXYZ三個(gè)方向的角動(dòng)量變化率和

其中，a₁₁為第一個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到X軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₂₁為第一個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Y(jié)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₃₁為第一個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Z軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₁₂為第二個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到X軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₂₂為第二個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Y(jié)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₃₂為第二個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Z軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₁₃為第三個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到X軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₂₃為第三個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Y(jié)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₃₃為第三個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Z軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₁₄為第四個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到X軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₂₄為第四個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Y(jié)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

a₃₄為第四個(gè)動(dòng)量輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分解到Z軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

為衛(wèi)星X軸的動(dòng)量變化率；

為衛(wèi)星Y軸的動(dòng)量變化率；

為衛(wèi)星Z軸的動(dòng)量變化率；

步驟(五)、計(jì)算選定的電推力器沿坐標(biāo)系OXYZ三個(gè)方向?qū)πl(wèi)星產(chǎn)生的力矩其中，M_X為選定的電推力器沿X方向?qū)πl(wèi)星產(chǎn)生的力矩；M_Y為選定的電推力器沿Y方向?qū)πl(wèi)星產(chǎn)生的力矩；M_Z為選定的電推力器沿Z方向?qū)πl(wèi)星產(chǎn)生的力矩；

步驟(六)、根據(jù)4個(gè)動(dòng)量輪角動(dòng)量變化與選定電推力器產(chǎn)生的力矩，計(jì)算選定電推力器的推力f；

步驟(七)、對(duì)選定的電推力器重復(fù)步驟(一)至步驟(六)i次，i為大于等于3的正整數(shù)；對(duì)選定的電推力器計(jì)算i次的推力值，將i次的推力值求平均值，即為選定電推力器的推力；

步驟(八)、重復(fù)步驟(一)至步驟(七)，得到其它3個(gè)電推力器的推力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電推進(jìn)系統(tǒng)毫牛級(jí)推力在軌標(biāo)定方法，其特征在于：所述步驟(一)中，坐標(biāo)系OXYZ的建立方法為：

以衛(wèi)星的背地面的中點(diǎn)為原點(diǎn)O；X方向?yàn)榇怪敝赶蛐l(wèi)星的背地面的側(cè)邊方向；Y方向?yàn)榇怪敝赶蛐l(wèi)星的背地面的側(cè)邊方向，且X方向與Y方向在衛(wèi)星的背地面所在平面內(nèi)垂直；Z方向?yàn)閺腨方向向X方向由右手定則確定。