[發明專利]基于機動工況的遞階飽和控制律角速度限幅動態修正方法

在審

• 申請號: 202211241824.9
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN115599109A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 李同順;操宏磊;朱慶華;秦捷;劉斌;陸丹萍;于常利;陳敏花
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張雙紅;張靜潔

1.一種基于機動工況的遞階飽和控制律角速度限幅動態修正方法，其特征在于，包括：

步驟S1、根據執行機構在三維角動量空間能夠提供的最大角動量H_max和衛星最大轉動慣量I_max，計算姿態機動過程中最大允許的姿態角速度ω_max；

步驟S2、根據姿態機動初始時刻，執行機構殘余角動量H₀和衛星轉動慣量矩陣I₀，將殘余角動量H₀轉換成初始角速度限幅約束向量ω₁；

步驟S3、根據當前姿態機動任務確定機動目標角速度ω₂，并計算初始角速度限幅約束向量ω₁和機動目標角速度ω₂的和向量ω₃；

步驟S4、根據當前陀螺組合測量得到的姿態角速度，實時計算當前姿態角速度與目標姿態角速度之間的偏差ω_err，并計算其單位向量；

步驟S5、根據計算得到的最大允許的姿態角速度ω_max和角速度偏差ω_err結果，實時計算當前機動姿態角速度限幅值ω_sat。

2.如權利要求1所述的基于機動工況的遞階飽和控制律角速度限幅動態修正方法，其特征在于，計算姿態機動過程中最大允許的姿態角速度ω_max，計算方式為：

式中：系數k用于調整角動量裕度，在0.95～1之間選取。

3.如權利要求1所述的基于機動工況的遞階飽和控制律角速度限幅動態修正方法，其特征在于，為方便用于角速度限幅修正，將殘余角動量轉換為三軸角速度，形成初始角速度約束向量ω₁，計算方式為：

ω₁＝I^-1*H₀

式中：I為衛星轉動慣量矩陣，上標“-1”表示矩陣求逆運算，符號“*”表示矩陣乘法運算。

如權利要求1所述的基于機動工況的遞階飽和控制律角速度限幅動態修正方法，其特征在于，角速度偏差ω_err為目標角速度與當前實際角速度之差，計算方式為

ω_err＝ω₂-ω

式中：ω為當前衛星實時角速度。

4.如權利要求1所述的基于機動工況的遞階飽和控制律角速度限幅動態修正方法，其特征在于，

根據幾何關系，當前機動姿態角速度限幅值ω_sat滿足

式中：l₁和l₂分別滿足

l₁＝||ω₃×ω_err||

l₂＝-ω₃·ω_err

式中：符號“〈〉”表示取向量的單位向量運算，符號“×”表示向量叉乘運算，符號“|| ||”表示向量模長運算，符號“·”表示向量點乘運算。

5.一種電子設備，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，實現權利要求1至4中任一項所述的方法。

6.一種可讀存儲介質，其特征在于，所述可讀存儲介質內存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，實現權利要求1至4中任一項所述的方法。