[發明專利]衛星太陽光壓力矩高精度在線估計方法

有效

• 申請號: 202110721119.8
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113496009B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 何剛;王佐偉;賈蒙楊;甘永;郝燕艷;馮佳佳;王海強;候鳳龍;王青;賈濤;辛優美;高秀娟
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F17/16;G06N7/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

衛星太陽光壓力矩高精度在線估計方法，包括：1)建立太陽光壓力矩模糊邏輯估計模型；2)根據步驟1)所述太陽光壓力矩模糊邏輯估計模型，利用梯度下降法，在線迭代調整獲得待調參數θsubgt;j/subgt;、3)根據步驟2)所述在線待調參數從而在線獲得太陽光壓力矩本發明可以實現太陽光壓力矩的直接在線估計，且對在軌數據沒有額外要求的前提下，利用地面分析得到的先驗信息，有效的提高太陽光壓力矩在線估計的精度。

技術領域

本發明涉及衛星太陽光壓力矩高精度在線估計方法，屬于空間飛行器控制技術領域。

背景技術

太陽光壓力矩是衛星在軌運行中面臨的主要環境干擾力矩之一。對于地球靜止軌道衛星，更是最主要的環境干擾力矩。太陽光壓力矩的長期作用將導致衛星角動量發生變化，從而對衛星姿態指向產生不利影響。因此，在姿態控制律設計以及角動量管理算法設計中，都離不開對太陽光壓等干擾力矩的建模與分析。由于太陽光壓力矩難以在軌實時獲取，目前星上角動量管理律的設計多采用比較簡單的門限比較法。如果能夠在軌實時獲得衛星精確的太陽光壓力矩，將有助于實現衛星角動量的在軌精確管理，大幅提升衛星角動量管理的精度和自適應能力。

從國內外公開文獻看，針對衛星太陽光壓力矩的在線估計方法研究尚不多見，主要做法多是將太陽光壓力矩表示為高階傅里葉級數形式，然后利用頻域或時域在軌辨識技術辨識出相關系數。存在的不足是，需要滿足一定的持續輸入激勵條件，適用于周期性干擾力矩場合。但由于太陽活動強度的變化，周期性假設通常并不成立，脈沖響應的激勵條件也過于苛刻。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出了衛星太陽光壓力矩高精度在線估計方法，與現有方法相比，本方法對在軌數據沒有額外的要求，且在充分利用地面分析得到的初始先驗信息，形成模糊規則，從而提高辨識的收斂速度和精度。

本發明的技術方案是：

衛星太陽光壓力矩高精度在線估計方法，包括步驟如下：

1)建立太陽光壓力矩模糊邏輯估計模型；

2)根據步驟1)所述太陽光壓力矩模糊邏輯估計模型，利用梯度下降法，在線迭代調整獲得待調參數θ_j、

3)根據步驟2)所述在線待調參數從而在線獲得太陽光壓力矩

步驟1)所述太陽光壓力矩模糊邏輯估計模型，具體為：

ξ(x)＝[ξ¹(x)；…；ξ^m(x))]

θ＝[θ₁；θ₂；…；θ_m]

其中，x為系統輸入，x＝[x₁,x₂,…,x_n]，根據動量輪轉速測量值和估計值確定，θ_j、為在線待調參數，1≤j≤m，1≤i≤n，m為邏輯規則數，n為輸入向量的維度或者個數；m的取值范圍為3～15，n的取值范圍為1～10。

獲得待調參數θ_j、的方法，具體包括步驟如下：

21)利用地面分析得到的初始先驗信息，設定初始參數θ_j(0)、其中θ_j(0)∈[0,1]，

22)利用梯度下降法迭代調整參數θ_j、

步驟22)利用梯度下降法迭代調整參數θ_j、的方法，具體為：

221)根據21)設定的初始參數，估算得到滿足估計誤差閾值條件A的估算量