【技术实现步骤摘要】
一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法
本专利技术涉及一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法,属于卫星姿态控制
技术介绍
卫星在轨飞行过程中,会受到各种环境干扰的影响,使卫星姿态角和姿态角速度出现偏差。为了保持卫星三轴姿态的稳定,当代卫星一般采用动量轮等角动量交换装置,将外界环境对卫星姿态的干扰转化为角动量存储在动量轮中,当角动量达到一定程度时,将启动磁力矩器产生磁卸载力矩对动量轮进行角动量卸载,这就是所谓的角动量的“磁卸载”。传统磁卸载一般根据卫星的角动量积累情况进行磁控电压计算,但是在刚满足卸载条件时,会出现磁控电压频繁切换的情况,此时磁控力矩会引起卫星姿态角和角速度的波动,对卫星的高稳定度控制产生恶劣影响。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提出一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法,该方法首先在卫星角动量误差超过Δhlimit1且地磁场矢量与角动量误差矢量夹角大于ξlimit1度时进行磁卸载电压计算,直到角动量误差小于Δhlimit0或地磁场矢量与角动量误差矢量夹角小于ξlimit0度时为止。计算出的卸载电压经过滤波平滑后输出,进一步降低磁控力矩对卫星姿态稳定度的影响,实现了卫星的高稳定度姿态控制。本专利技术的技术解决方案是:一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法,使用三台沿本体坐标系正装的磁力矩器卸载卫星在本体坐标系下三个方向的合成角动量,该方法包括如下步骤:(1)根据卫星在轨道上的位置,计算卫星所处空间环境的磁场Bb;Bb=[BbxBbyBbz]T,其中Bbx,Bby,Bbz为磁 ...
【技术保护点】
1.一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法,其特征在于:使用三台沿本体坐标系正装的磁力矩器卸载卫星在本体坐标系下三个方向的合成角动量,该方法包括如下步骤:(1)根据卫星在轨道上的位置,计算卫星所处空间环境的磁场Bb;(2)计算卫星的合成角动量ΔHb;初始t0时刻卫星的合成角动量ΔHb0=0;t1时刻卫星的合成角动量ΔHb1=Js·(ωt1–CBO1·ωOI)+ΔHΣmw1;t2时刻卫星的合成角动量ΔHb2=Js·(ωt2–CBO2·ωOI)+ΔHΣmw2;…ti时刻卫星的合成角动量ΔHbi=Js·(ωti–CBOi·ωOI)+ΔHΣmwi;ti+1时刻卫星的合成角动量ΔHbi+1=Js·(ωti+1–CBoi+1·ωOI)+ΔHΣmwi+1;(3)计算当前时刻步骤(1)得到的卫星所处空间环境的磁场Bb的方向与步骤(2)得到的当前时刻卫星的合成角动量ΔHb的夹角ε的余弦值cosε的绝对值|cosε|;(4)计算当前时刻卫星的合成角动量ΔHb的范数||ΔHb||;(5)根据步骤(3)得到的余弦值cosε的绝对值|cosε|和步骤(4)得到的范数||ΔHb||判断当前时刻卫星的合成角 ...
【技术特征摘要】
1.一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法,其特征在于:使用三台沿本体坐标系正装的磁力矩器卸载卫星在本体坐标系下三个方向的合成角动量,该方法包括如下步骤:(1)根据卫星在轨道上的位置,计算卫星所处空间环境的磁场Bb;(2)计算卫星的合成角动量ΔHb;初始t0时刻卫星的合成角动量ΔHb0=0;t1时刻卫星的合成角动量ΔHb1=Js·(ωt1–CBO1·ωOI)+ΔHΣmw1;t2时刻卫星的合成角动量ΔHb2=Js·(ωt2–CBO2·ωOI)+ΔHΣmw2;…ti时刻卫星的合成角动量ΔHbi=Js·(ωti–CBOi·ωOI)+ΔHΣmwi;ti+1时刻卫星的合成角动量ΔHbi+1=Js·(ωti+1–CBoi+1·ωOI)+ΔHΣmwi+1;(3)计算当前时刻步骤(1)得到的卫星所处空间环境的磁场Bb的方向与步骤(2)得到的当前时刻卫星的合成角动量ΔHb的夹角ε的余弦值cosε的绝对值|cosε|;(4)计算当前时刻卫星的合成角动量ΔHb的范数||ΔHb||;(5)根据步骤(3)得到的余弦值cosε的绝对值|cosε|和步骤(4)得到的范数||ΔHb||判断当前时刻卫星的合成角动量是否需要进行卸载,如果需要进行卸载则进入步骤(6),如果不需要进行卸载则输出给磁力矩器的卸载电压为零;(6)根据步骤(5)的判断结果,当判断结果为进行卸载时,则卫星本体坐标系下x方向的卸载电压Vm1*为:卫星本体坐标系下y方向的卸载电压Vm2*为:卫星本体坐标系下z方向的卸载电压Vm3*为:其中,kPMU为磁卸载系数,为一设定值;Mmlf为磁力矩器的最大磁矩;Vmmlf为电压的限幅值,为一设定值;ΔHbx、ΔHby、ΔHbz为卫星的合成角动量ΔHb在卫星本体坐标系下的三个分量;Bbx、Bby、Bbz为卫星所处空间环境的磁场Bb在卫星本体坐标系下的三个分量;(7)对步骤(6)得到的卸载电压进行滤波,输出电压给磁力矩器,使磁力矩器对卫星在本体坐标系下三个方向的合成角动量进行卸载;滤波公式如下:其中kvm为滤波系数,为上一时刻输出的滤波后的电压。2.根据权利要求1所述的一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法,其特征在于:所述的步骤(1)中,Bb=[BbxBbyBbz]T,其中Bbx,Bby,Bbz为磁场强度在卫星本体坐标系的三轴分量。3.根据权利要求1所述的一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法,其特征在于:所述的步骤(2)中,Js为卫星的转动惯量,ωOI为卫星轨道坐标系相...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆栋宁,王淑一,雷拥军,顾斌,刘洁,田科丰,傅秀涛,
申请(专利权)人:北京控制工程研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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