[發明專利]一種繩系衛星姿態與角動量一體化控制方法有效
| 申請號： | 202110477839.4 | 申請日： | 2021-04-30 |
| 公開（公告）號： | CN113212804B | 公開（公告）日： | 2022-07-29 |
| 發明（設計）人： | 陸棟寧;談樹萍;陳超;雷擁軍;王淑一;于強;王紹凱;李鶴;徐子荔 | 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;B64G1/34 |
| 代理公司： | 中國航天科技專利中心 11009 | 代理人： | 劉秀祥 |
| 地址： | 100080 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 衛星 姿態 角動量 一體化 控制 方法 | ||
1.一種繩系衛星姿態與角動量一體化控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
基于重力梯度穩定，對繩系衛星進行姿態控制；
當繩系衛星的動量輪的角動量積累量達到預設值時，對所述動量輪的角動量進行卸載，完成繩系衛星的姿態與角動量一體化控制；
重力梯度穩定的條件為：滾動角和俯仰角θ分別趨于某一固定值，偏航角ψ穩定控制以保證繩系衛星的帆板對日定向；
基于重力梯度穩定對繩系衛星進行姿態控制的方法包括如下步驟：
確定繩系衛星本體相對軌道坐標系的姿態矩陣CBO、繩系衛星本體相對軌道坐標系的目標姿態矩陣CTO、目標姿態角速度ωTO；
根據所述姿態矩陣CBO和目標姿態矩陣CTO分別確定對應的四元數qBO、qTO；將qTO與qBO的差和ωTO與繩系衛星本體角速度ωBO的差作為控制量；
對所述動量輪的角動量進行卸載的方法為：當動量輪任一軸的角動量積累量達到預設值時，根據該軸的角動量積累量，確定加入到該軸的姿態偏移量，由所述姿態偏移量產生系繩力矩對該軸的角動量積累量進行卸載。
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，在對繩系衛星進行姿態控制時，設定衛星姿態按123轉序描述。
3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，某一軸的角動量積累量與該軸的姿態偏移量為線性關系。
4.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，某一軸的角動量積累量與該軸的姿態偏移量為正比關系。
5.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于，采用慣性器件測量獲得繩系衛星本體角速度ωBO。
6.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時，實現權利要求1至4中任一項所述的控制方法。
7.一種繩系衛星姿態與角動量一體化控制裝置，其特征在于，包括：
姿態控制模塊，基于重力梯度穩定，用于對繩系衛星進行姿態控制；
角動量卸載模塊，當繩系衛星的動量輪的角動量積累量達到預設值時，用于對所述動量輪的角動量進行卸載；
重力梯度穩定的條件為：滾動角和俯仰角θ分別趨于某一固定值，偏航角ψ穩定控制以保證繩系衛星的帆板對日定向；
基于重力梯度穩定對繩系衛星進行姿態控制的方式為：
確定繩系衛星本體相對軌道坐標系的姿態矩陣CBO、繩系衛星本體相對軌道坐標系的目標姿態矩陣CTO、目標姿態角速度ωTO；
根據所述姿態矩陣CBO和目標姿態矩陣CTO分別確定對應的四元數qBO、qTO；將qTO與qBO的差和ωTO與繩系衛星本體角速度ωBO的差作為控制量；
對所述動量輪的角動量進行卸載的方式為：當動量輪任一軸的角動量積累量達到預設值時，根據該軸的角動量積累量，確定加入到該軸的姿態偏移量，由所述姿態偏移量產生系繩力矩對該軸的角動量積累量進行卸載。
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