一种基于额定力矩不同的混合动量轮系力矩分配计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于额定力矩不同的混合动量轮系力矩分配计算方法。针对航天器多类动量轮混合工作的实际情况，考虑到整星高寿命、高精度、频繁姿态机动以及高稳定度的任务需求，该方法在保证每次姿态机动中体轴需要的控制力矩的前提下，不仅能够保证不同种类的大、小轮子输出力矩不超过各自的饱和值，而且可以调整各个轮子的输出力矩平衡，即不会出现小轮子过能力使用，而大轮子欠能力使用的现象。这能够充分发挥大、小动量轮的执行能力，提高轮子的使用寿命。

A calculation method for torque distribution of mixed momentum wheel based on different rated torque

The present invention relates to a calculation method of torque distribution of mixed momentum wheel system based on different rated torque. According to the actual situation of spacecraft multi class momentum wheel mixed work, taking into account the task demands of high life, high precision, high stability and frequent maneuver of the satellite, the method ensures the attitude maneuver in each axis of the torque control need, can not only ensure the big and small wheels output torque of the same kind no more than the saturation value of the output torque and can adjust the balance of each wheel, which does not appear to have the ability to use small wheels, and large wheels less ability to use phenomenon. This can give full play to the execution capacity of large and small momentum wheels and improve the service life of the wheels.

【技术实现步骤摘要】
一种基于额定力矩不同的混合动量轮系力矩分配计算方法
本专利技术属于航天器姿态控制领域，涉及一种的混合动量轮系力矩分配计算方法。
技术介绍
提高航天器姿态机动控制的能力，需要多类动量轮共同参与姿控。当多于3个动量轮参与姿态控制时，根据三轴姿控力矩分配每个动量轮的控制力矩的分配方式并不是唯一的。中国宇航出版社出版的《卫星姿态动力学与控制(2)》一书中，对于已知动量轮的安装矩阵A，基于伪逆矩阵的形式，给出了分配矩阵D的计算公式：D＝AT(AAT)-1。该种方法适用于姿态机动能力要求不高，对工作动量轮控制力矩均衡性要求不高的情况。当要求航天器进行快速姿态机动时，希望充分发挥各类动量轮的执行能力，混合轮控方式下采用上述伪逆方法不能保证分配给各类动量轮的控制力矩均衡，从而影响了姿态机动的快速性和精度。
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之处，提供一种基于额定力矩不同的混合动量轮系力矩分配计算方法，使得动量轮控制力矩分配均衡、提高姿态机动的速度和精度。本专利技术的技术解决方案是：一种基于额定力矩不同的混合动量轮系力矩分配计算方法，包括步骤如下：(1)控制航天器绕滚动轴或俯仰轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于额定力矩不同的混合动量轮系力矩分配计算方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)控制航天器绕滚动轴或俯仰轴进行姿态机动，根据航天器上各动量轮的安装位置，计算航天器姿态机动时所能获得的最大控制力矩，并记录此时航天器上各动量轮的控制力矩Ti，i＝1,2,3,...,n；n为参与姿态控制的动量轮个数，为正整数；(2)根据步骤(1)中记录的各动量轮的控制力矩Ti，在控制力矩达到动量轮所能输出最大力矩的动量轮中任意选取一个动量轮j；j为正整数；(3)根据航天器上参与姿态控制的n个动量轮的安装矩阵A3×n，计算姿控力矩预分配矩阵D'＝A3×n

【技术特征摘要】
1.一种基于额定力矩不同的混合动量轮系力矩分配计算方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)控制航天器绕滚动轴或俯仰轴进行姿态机动，根据航天器上各动量轮的安装位置，计算航天器姿态机动时所能获得的最大控制力矩，并记录此时航天器上各动量轮的控制力矩Ti，i＝1,2,3,...,n；n为参与姿态控制的动量轮个数，为正整数；(2)根据步骤(1)中记录的各动量轮的控制力矩Ti，在控制力矩达到动量轮所能输出最大力矩的动量轮中任意选取一个动量轮j；j为正整数；(3)根据航天器上参与姿态控制的n个动量轮的安装矩阵A3×n，计算姿控力矩预分配矩阵D'＝A3×nT(A3×nA3×nT)-1；(4)分别计算除动力轮j外的其余n-1个动量轮的力矩分配调整系数C(i,i)，并确定对角矩阵C，其中，对角矩阵的对角元素为其余n-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔国栋，刘新彦，宗立森，黎康，史晓霞，彭洲，
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