[發(fā)明專利]一種抗章動失效衛(wèi)星接觸消旋方法

有效

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• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109131941B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)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(fā)明一種抗章動失效衛(wèi)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(wèi)星自旋角速度，接觸點到失效衛(wèi)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(tài)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(wèi)星進行下一次消旋。

技術領域

本發(fā)明涉及抗章動失效衛(wèi)星接觸消旋方法。

背景技術

國內外對空間失效衛(wèi)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(wèi)星的機械臂末端，機械臂的伸縮以及服務衛(wèi)星的姿態(tài)和位置控制使得消旋機構的柔性部分與失效衛(wèi)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(wèi)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(wèi)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(wèi)星姿態(tài)估計的難度、減小安全接近區(qū)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(fā)明內容

本發(fā)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(wèi)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(fā)明的技術方案予以實現的：一種抗章動失效衛(wèi)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(wèi)星自旋角速度ω_z以及接觸點到失效衛(wèi)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(tài)加入到可行集S_prr中；