[發(fā)明專利]基于霍爾電推進自生扭矩的航天器角動量控制方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011367518.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112407339A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張旭;魏鑫;郝燕艷;王海強;劉丹;仲小清
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空間技術(shù)研究院
• 主分類號: B64G1/40
• 分類號: B64G1/40;F03H1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

1.一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制方法，其特征在于，包括步驟如下：

(1)根據(jù)航天器上霍爾推進系統(tǒng)推力器的配置和布局位置，獲得各臺推力器的推力指向角度γ、θ、

(2)確定每臺推力器工作時產(chǎn)生的扭矩大小；

(3)根據(jù)勵磁電流方向與扭矩方向的關(guān)系，確定推力器的勵磁電流的正負方向；

(4)根據(jù)每臺推力器的扭矩矢量方向，建立每臺推力器勵磁電流方向?qū)教炱魅S產(chǎn)生扭矩分量的對應(yīng)關(guān)系式；

(5)獲得航天器的三軸角動量控制需求，確定目標(biāo)方向的扭矩；

(6)根據(jù)霍爾電推進系統(tǒng)的在軌工作的任務(wù)策略，通過調(diào)用使推力器工作時產(chǎn)生目標(biāo)扭矩方向的勵磁電流方向，對推力器在衛(wèi)星三軸上產(chǎn)生的扭矩進行疊加或者抵消控制，進而產(chǎn)生目標(biāo)方向的扭矩，實現(xiàn)航天器角動量的控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制方法，其特征在于，在衛(wèi)星星本體坐標(biāo)系下，γ、θ、分別為推力矢量與航天器的X、Y和Z軸的夾角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制方法，其特征在于，推力器扭矩的方向與推力的方向平行，定義扭矩方向與推力方向同向為正，反向為負。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制方法，其特征在于，步驟(5)中，由航天器姿軌控計算機計算得到角動量的控制需求。

5.一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一模塊，根據(jù)航天器上霍爾推進系統(tǒng)推力器的配置和布局位置，獲得各臺推力器的推力指向角度γ、θ、并確定每臺推力器工作時產(chǎn)生的扭矩大小；

第二模塊，根據(jù)勵磁電流方向與扭矩方向的關(guān)系，確定推力器的勵磁電流的正負方向；根據(jù)每臺推力器的扭矩矢量方向，建立每臺推力器勵磁電流方向?qū)教炱魅S產(chǎn)生扭矩分量的對應(yīng)關(guān)系式；獲得航天器的三軸角動量控制需求，確定目標(biāo)方向的扭矩；

第三模塊，根據(jù)霍爾電推進系統(tǒng)的在軌工作的任務(wù)策略，通過調(diào)用使推力器工作時產(chǎn)生目標(biāo)扭矩方向的勵磁電流方向，對推力器在衛(wèi)星三軸上產(chǎn)生的扭矩進行疊加或者抵消控制，產(chǎn)生目標(biāo)方向的扭矩。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制系統(tǒng)，其特征在于，在衛(wèi)星星本體坐標(biāo)系下，γ、θ、分別為推力矢量與航天器的X、Y和Z軸的夾角。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制系統(tǒng)，其特征在于，推力器扭矩的方向與推力的方向平行，定義扭矩方向與推力方向同向為正，反向為負。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于霍爾推力器自生扭矩的航天器角動量控制方法，其特征在于，由航天器姿軌控計算機計算得到角動量的控制需求。