[發明專利]一種衛星系統組合體慣量疊加和分解計算方法及系統

有效

• 申請號: 201811471007.6
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109582920B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 陸姍姍;諸成;陽應權;劉瑞;周苗苗;趙勇;沈超慧;張天赫;吳成松;孫玉嬌;萬琳
• 申請（專利權）人: 上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 楊飛;李鏑的

1.一種衛星系統組合體慣量疊加計算方法，其特征在于，包括：

確定所述組合體的部件組成，其中所述部件包括帆板、天線展開機構和旋轉艙；

確定所述組合體所對應的系統質心坐標系，所述系統質心坐標系以所述組合體的質心為原點；

計算所述組合體中各部件的第一慣量和第二慣量，所述第一慣量為部件在系統質心坐標系中的慣量，所述第二慣量為部件相對所述組合體的質心的慣量，其中確定所述組合體中各部件所對應的坐標系，各坐標系以各對應部件的質心為原點，則所述組合體中第i個部件的第一慣量為：

J_i^C＝A_C-I·J_i^I·A_C-I^T

其中，

A_C-I是所述第i個部件對應的坐標系到所述系統質心坐標系的姿態轉化矩陣；

J_i^I是所述第i個部件在與其對應的坐標系中的轉動慣量；

i＝1,2,3…n，n為所述組合體中部件的個數，并且所述組合體中第i個部件的第二慣量為

其中，

R_i^C是從所述組合體的質心指向所述第i個部件的質心的矢量；

E是單位矩陣；

m_i是所述第i個部件的質量；

將所述組合體中各部件的第一慣量和第二慣量全部相加，從而獲得所述組合體的疊加慣量。

2.如權利要求1所述的衛星系統組合體慣量疊加計算方法，其特征在于，確定反映所述組合體內各部件相對位置關系的系統結構參考坐標系，所述系統結構參考坐標系與所述系統質心坐標系三軸平行，則

其中，

是從所述系統結構參考坐標系的原點指向所述第i個部件的質心的矢量；

是從所述系統結構參考坐標系的原點指向所述組合體中第j個部件的質心的矢量；

m_j是所述組合體中第j個部件的質量。

3.一種衛星系統組合體慣量分解計算方法，已知所述組合體的慣量以及所述組合體中除第k個部件外其余各部件的慣量，所述第k個部件是所述組合體中唯一一個未知慣量的部件，其中所述部件包括帆板、天線展開機構和旋轉艙，其特征在于，包括：

確定所述組合體所對應的系統質心坐標系，所述系統質心坐標系以所述組合體的質心為原點；

計算所述組合體中除所述第k個部件以外的其余各部件的第一慣量和第二慣量以及所述第k個部件的第二慣量，所述第一慣量為部件在系統質心坐標系中的慣量，所述第二慣量為部件相對所述組合體的質心的慣量，其中確定所述組合體中各部件所對應的坐標系，各坐標系以各對應部件的質心為原點，則所述組合體中第i個部件的第一慣量為

J_i^C＝A_C-I·J_i^I·A_C-I^T

其中，

A_C-I是所述第i個部件對應的坐標系到所述系統質心坐標系的姿態轉化矩陣；

J_i^I是已知的所述第i個部件在與其對應的坐標系中的轉動慣量；

i＝1,2,3…n且i≠k，n為所述組合體中部件的個數，

其中所述組合體中第i個部件的第二慣量為：

其中，

R_i^C是從所述組合體的質心指向所述第i個部件的質心的矢量；

E是單位矩陣；

m_i是所述第i個部件的質量；

i＝1,2,3…n，n為所述組合體中部件的個數；

將所述組合體的慣量減去所述組合體中除所述第k個部件以外的其余各部件的第一慣量和第二慣量以及所述第k個部件的第二慣量，從而獲得所述第k個部件的第一慣量；

對所述第k個部件的第一慣量進行姿態轉化，從而獲得所述第k個部件的慣量。