[發明專利]一種抗章動失效衛星接觸消旋方法

有效

• 申請號: 201810842396.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109131941B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 段文杰;徐拴鋒;張海博;朱志斌;魏春嶺;何英姿
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24;B64G1/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種抗章動失效衛星接觸消旋方法，步驟如下：1)建立下一次消旋所有可能接觸點的集合；2)對每一個接觸點設定離散的自旋角、接近角，建立集合S_arr；3)指定集合S_arr中任意一個元素，設定最大撓度，根據失效衛星自旋角速度，接觸點到失效衛星質心坐標為，估算接觸時間；4)估算出元素C_i對應的接觸力沖量的大小和方向；5)C_i對應的接觸力矩沖量：6)建立可行集S_prr，將滿足判斷條件的接觸狀態加入到可行集S_prr中。7)重復步驟4?6，依次評價S_arr中所有元素，完成可行集S_prr；8)選擇可行集S_prr中的元素，選擇可行的接觸點、自旋角和接近角，結合接觸時間對失效衛星進行下一次消旋。

技術領域

本發明涉及抗章動失效衛星接觸消旋方法。

背景技術

國內外對空間失效衛星的消旋研究處于概念研究階段，提出的方法有離子束消旋法、渦流消旋法、接觸消旋法、磁力矩消旋法等。對比這幾種方法的能耗、實現難度等，接觸式消旋的能耗較小、可實現程度較高。

接觸式消旋一般是將消旋機構安裝到空間在軌服務衛星的機械臂末端，機械臂的伸縮以及服務衛星的姿態和位置控制使得消旋機構的柔性部分與失效衛星的帆板、天線等突出附件接觸。末端柔性部分彎曲變形產生撓性力，作用在失效衛星上。生成的力矩可以分成兩部分，一部分指向自轉軸方向阻礙自轉運動，另一部分垂直于自轉軸方向，使得失效衛星角動量方向偏離自轉軸方向，并且在非接觸段產生章動現象。

章動對在軌維護維修過程是非常不利的，會增強衛星姿態估計的難度、減小安全接近區域，降低抓捕成功的可能性，影響抓捕成功后的組合體控制等。如何在消旋過程中盡量減小章動是迫切需要研究的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種抗章動失效衛星接觸消旋方法，該消旋方法通過在每一次消旋之前對接觸點、自旋角和接近角的預估計，提高了抗章動的消旋效果，實現了消旋過程中減小章動、減小角動量方向偏移的效果。

本發明的技術方案予以實現的：一種抗章動失效衛星接觸消旋方法，包括如下步驟：

1)建立下一次消旋所有可能接觸點的集合S_P＝{P_i|i＝1......n_P}；n_P為正整數；

2)對每一個接觸點P_i設定離散的自旋角θ_j、接近角α_j，則每個元素表示為C_j＝(P_i,θ_j,α_j)，并建立集合S_arr＝{C_j|j＝1......n_C}；n_C為正整數；

3)指定集合S_arr中任意一個元素C_j，設定最大撓度u_max，根據失效衛星自旋角速度ω_z以及接觸點到失效衛星質心坐標為r_Pi，估算接觸時間t_ev；

4)估算元素C_i對應的接觸力沖量的大小和方向；

5)計算得到C_j對應的接觸力矩沖量

6)接觸力矩沖量達到消旋效果判斷條件；

7)建立可行集S_prr，將滿足消旋效果判斷條件的接觸狀態加入到可行集S_prr中；