[發(fā)明專(zhuān)利]一種適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010128912.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111319797B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱慶華;周誌元;張姝;許賢峰;劉斌;陸丹萍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B64G1/24
• 分類(lèi)號(hào): B64G1/24;B64G1/44
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 劉秀祥

一種適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，用于探測(cè)器進(jìn)行軌控過(guò)程，屬于火星探測(cè)太陽(yáng)翼控制技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟：S1、確定太陽(yáng)翼在軌控期間的安全位置；然后太陽(yáng)翼向所述安全位置偏置；S2、計(jì)算軌控前太陽(yáng)翼偏置到所述安全位置所需的最大時(shí)長(zhǎng)；作為太陽(yáng)翼故障診斷的時(shí)間門(mén)限；S3、根據(jù)太陽(yáng)翼故障診斷的時(shí)間門(mén)限，判斷太陽(yáng)翼是否發(fā)生偏置故障，如果發(fā)生偏置故障，取消軌控，太陽(yáng)翼采用閉環(huán)跟蹤對(duì)日；否則正常執(zhí)行軌控后，太陽(yáng)翼采用閉環(huán)跟蹤對(duì)日。本發(fā)明方法提高了火星探測(cè)全過(guò)程的太陽(yáng)翼系統(tǒng)的安全性和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，具體涉及一種適用于火星探測(cè)大推力軌控下太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，屬于火星探測(cè)太陽(yáng)翼控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)將于2020年執(zhí)行首次火星探測(cè)任務(wù)；太陽(yáng)翼是探測(cè)器能源保障的關(guān)鍵，在大推力軌控下，對(duì)太陽(yáng)翼的安全位置有約束要求。普通近地衛(wèi)星在軌控前通過(guò)地面控制將太陽(yáng)翼偏置到安全角度，考慮到星地延遲，需提前數(shù)小時(shí)由地面控制將太陽(yáng)翼偏置到安全位置，可能威脅星上的能源安全，因此現(xiàn)有技術(shù)不適用于火星探測(cè)任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，設(shè)計(jì)太陽(yáng)翼安全位置，確定控制系統(tǒng)在軌控前將太陽(yáng)翼偏置到安全位置的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自主執(zhí)行偏置，并在控制系統(tǒng)確定軌控結(jié)束后，自主恢復(fù)閉環(huán)跟蹤對(duì)日，保障能源需求。

本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，用于探測(cè)器進(jìn)行軌控過(guò)程，包括如下步驟：

S1、確定太陽(yáng)翼在軌控期間的安全位置；然后太陽(yáng)翼向所述安全位置偏置；

S2、計(jì)算軌控前太陽(yáng)翼偏置到所述安全位置所需的最大時(shí)長(zhǎng)；作為太陽(yáng)翼故障診斷的時(shí)間門(mén)限；

S3、根據(jù)太陽(yáng)翼故障診斷的時(shí)間門(mén)限，判斷太陽(yáng)翼是否發(fā)生偏置故障，如果發(fā)生偏置故障，取消軌控，太陽(yáng)翼采用閉環(huán)跟蹤對(duì)日；否則正常執(zhí)行軌控后，太陽(yáng)翼采用閉環(huán)跟蹤對(duì)日。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，太陽(yáng)翼在軌控期間的安全位置為太陽(yáng)翼與探測(cè)器的推力方向平行。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，根據(jù)太陽(yáng)翼的驅(qū)動(dòng)速度、太陽(yáng)翼與所述安全位置的偏置夾角、預(yù)留裕度時(shí)間，計(jì)算軌控前太陽(yáng)翼偏置到所述安全位置所需的最大時(shí)長(zhǎng)。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，對(duì)太陽(yáng)翼進(jìn)行故障診斷時(shí)，如果太陽(yáng)翼的實(shí)際角度與所述安全位置之差大于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，判定太陽(yáng)翼發(fā)生偏置故障。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，太陽(yáng)翼采用閉環(huán)跟蹤對(duì)日包括如下步驟：

S31、根據(jù)太陽(yáng)翼上的模太測(cè)量電池片電壓計(jì)算太陽(yáng)翼的太陽(yáng)角；

S32、根據(jù)太陽(yáng)翼的太陽(yáng)角，探測(cè)器的控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)翼捕獲太陽(yáng)。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，在探測(cè)器的控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)翼捕獲太陽(yáng)時(shí)，隨著太陽(yáng)翼的太陽(yáng)角絕對(duì)值變小，探測(cè)器的控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)翼的角速度也變小。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，所述太陽(yáng)翼上設(shè)有金字塔型模擬太陽(yáng)角計(jì)。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，所述探測(cè)器的本體上設(shè)有多個(gè)模擬太陽(yáng)角計(jì)。

上述適用于火星探測(cè)太陽(yáng)翼位置安全的自主控制方法，優(yōu)選的，利用太陽(yáng)翼上的模擬太陽(yáng)角計(jì)和探測(cè)器的本體上的模擬太陽(yáng)角計(jì)，判斷探測(cè)器的本體和太陽(yáng)翼是否處于陰影。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：