[發(fā)明專利]一種處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011358624.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN112550766B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蕊;張小偉;王靜吉;李正軍;周靜靜;陳銀河;修艷紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B64G1/24
• 分類號(hào): B64G1/24
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 包姝晴;張靜潔

1.一種處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法，其特征在于，該方法通過控制衛(wèi)星上設(shè)置的推力器組合來控制所述衛(wèi)星的衛(wèi)星姿態(tài)，所述推力器組合包括若干推力器，該方法包括：

S1、獲取所述衛(wèi)星的控制信息，其中，所述控制信息由測(cè)量敏感器實(shí)時(shí)獲?。?/p>

S2、根據(jù)所述控制信息計(jì)算得到若干時(shí)間脈沖指令，其中，所述若干時(shí)間脈沖指令用于分別控制所述若干推力器，以使所述衛(wèi)星滿足任務(wù)指標(biāo)要求；

S3、將所述時(shí)間脈沖指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的所述推力器；

S4、判斷所述衛(wèi)星的姿態(tài)幅值是否超過所述任務(wù)指標(biāo)要求和/或所述測(cè)量敏感器的采樣周期是否超過衛(wèi)星計(jì)算機(jī)的采樣周期，若是，將當(dāng)前節(jié)拍的時(shí)間脈沖指令擴(kuò)大設(shè)定倍數(shù)并將擴(kuò)大設(shè)定倍數(shù)的時(shí)間脈沖指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的推力器，若否，重復(fù)步驟S1。

2.如權(quán)利要求1所述的處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法，其特征在于，所述控制信息包括所述推力器組合中各推力器的角度信息α和角速度信息ω。

3.如權(quán)利要求2所述的處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：

S201、根據(jù)所述控制信息計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的控制力矩；

S202、根據(jù)所述控制力矩計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的時(shí)間脈沖指令。

4.如權(quán)利要求3所述的處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法，其特征在于，所述步驟S201、步驟S202由PID控制器執(zhí)行，采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：

Mc＝Kp·α+Ki·∫α+Kd·ω

Mc·Ts＝Mr·Ton

式中，Kp為控制器比例環(huán)節(jié)系數(shù)，Ki為積分環(huán)節(jié)系數(shù)，Kd為微分環(huán)節(jié)系數(shù)，Mc為控制力矩，Mr為推力器可以提供的額定力矩，Ts為衛(wèi)星上配置安裝的計(jì)算機(jī)采樣周期，Ton為推力器接收的時(shí)間脈沖信號(hào)指令。

5.如權(quán)利要求1所述的處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法，其特征在于，在將擴(kuò)大設(shè)定倍數(shù)的時(shí)間脈沖指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的推力器之前還包括：

判斷擴(kuò)大設(shè)定倍數(shù)的時(shí)間脈沖指令是否超過最小輸出脈沖，若是，將擴(kuò)大設(shè)定倍數(shù)的時(shí)間脈沖指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的推力器，若否，重復(fù)步驟S4。

6.如權(quán)利要求1所述的處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法，其特征在于，所述設(shè)定倍數(shù)為自然數(shù)N；對(duì)應(yīng)的推力器在接收到擴(kuò)大設(shè)定倍數(shù)的時(shí)間脈沖指令后進(jìn)行輸出，但在接下來的N-1個(gè)節(jié)拍內(nèi)要求該推力器不輸出。

7.如權(quán)利要求6所述的處于推力器死區(qū)內(nèi)提高衛(wèi)星姿態(tài)控制精度的方法，其特征在于，所述設(shè)定倍數(shù)N具體通過如下公式計(jì)算得到：

Mc_min＝Mr·Tmin/Ts

α_min＝Mc_min/Kp

ω_min＝Mc_min/Kd

式中，Mc_min為推力器死區(qū)脈寬Tmin對(duì)應(yīng)的控制力矩，Mr為推力器可以提供的額定力矩，α_min為對(duì)應(yīng)的角度控制精度，ω_min為對(duì)應(yīng)的角速度控制精度；N為對(duì)(α_min/α_0)求整數(shù)值而且取接近較大的整數(shù)，Ts為衛(wèi)星上配置安裝的計(jì)算機(jī)采樣周期，Kp為控制器比例環(huán)節(jié)系數(shù)，Kd為微分環(huán)節(jié)系數(shù)。