一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法技术

本发明专利技术公开了一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法，包括以下步骤：S1：根据航天器的姿态动力学方程与挠性附件的运动方程，建立非线性的系统动力学模型；S2：利用陀螺仪采集的姿态角速度数据和航天器做机动的控制力矩数据，采用广义卡尔曼滤波算法估计出挠性附件的振动模态及其导数；S3：将带挠性附件卫星的姿态动力学方程写成最小二乘的描述形式，利用S2估计出的振动模态二阶导数

【技术实现步骤摘要】
一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法
本专利技术涉及一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法。
技术介绍
传统方法做带挠性附件航天器转动惯量辨识的问题，将待辨识参数作为状态量，增广到状态方程中的方法。而扩展卡尔曼滤波用于参数估计中，往往因为没有计入参数的变化对增益的影响，容易导致有偏估计或发散。本专利技术的方法是利用广义的卡尔曼滤波估计振动模态这一状态量，再用最小二乘法做参数估计，不停地循环，直至结果收敛。传统的方法直接用扩展卡尔曼滤波做参数估计，没有计入参数的变化对增益的影响，未能体现卡尔曼滤波的滤波修正的效果，收敛速度非常的慢。本专利技术仅用广义卡尔曼滤波做状态估计，状态估计的效果较好。而且为了进一步提高计算效率，本专利技术采用多步广义卡尔曼滤波与一步最小二乘法并发递推的方法。传统方法在计算主惯量的精度较好，但是计算惯性积的精度较差。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法包括以下步骤：S1：根据航天器的姿态动力学方程与挠性附件的运动方程，建立系统的动力学模型，再把非线性的动力学模型描述成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：根据航天器的姿态动力学方程与挠性附件的运动方程，建立系统的动力学模型，再把非线性的动力学模型描述成状态空间的形式，将状态空间方程进行离散化、线性化处理，使系统状态空间方程可适用于广义卡尔曼滤波，估计振动模态；S2：利用陀螺仪采集的姿态角速度数据和航天器做机动的控制力矩数据，采用广义卡尔曼滤波算法估计出挠性附件的振动模态及其导数，再代入挠性附件运动方程估计出振动模态的二阶导数；S3：将带挠性附件卫星的姿态动力学方程写成最小二乘的描述形式，利用S2估计出的振动模态二阶导数

【技术特征摘要】
1.一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：根据航天器的姿态动力学方程与挠性附件的运动方程，建立系统的动力学模型，再把非线性的动力学模型描述成状态空间的形式，将状态空间方程进行离散化、线性化处理，使系统状态空间方程可适用于广义卡尔曼滤波，估计振动模态；S2：利用陀螺仪采集的姿态角速度数据和航天器做机动的控制力矩数据，采用广义卡尔曼滤波算法估计出挠性附件的振动模态及其导数，再代入挠性附件运动方程估计出振动模态的二阶导数；S3：将带挠性附件卫星的姿态动力学方程写成最小二乘的描述形式，利用S2估计出的振动模态二阶导数采用最小二乘算法可辨识出卫星的转动惯量值S4：将S2中广义卡尔曼滤波算法估计出振动模态与S3中最小二乘辨识出的转动惯量互相调用，循环S2和S3步骤，采用多步广义卡尔曼滤波与一步最小二乘法结合并发递推获得转动惯量的辨识值。2.根据权利要求1所述的一种大角度机动下带挠性附件航天器转动惯量在轨辨识方法，其特征还在于：S1中：根据航天器的姿态动力学方程(1)与挠性附件的运动方程(2)建立系统的动力学模型，再把系统的动力学模型描述成状态空间的形式(3)采用如下方式：当卫星姿态角变化时，带挠性附件卫星姿态动力学和挠性附件运动方程为其中：是卫星的姿态角；η是挠性附件在模态坐标下的振动模态；Jsat是卫星转动惯量，为待辨识参数；Prot是挠性附件相对于本体坐标系的转动...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭述君，何骁，吴志刚，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21