一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法组成比例

本发明专利技术一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，步骤如下：1)计算4个推力器在航天器本体上的安装配置矩阵A；2)根据期望姿态与实际测量姿态的偏差由PD控制律，计算得到需要的控制冲量；3)建立推力器开机时间与控制冲量的关系式；4)利用矩阵伪逆可解方法，求解伪逆通解；5)利用零空间概念，得到推力器开机时间的特解；6)选取使得推力器开机时间T≥0且|T|最小即燃料消耗最小的解；7)采用开机时长比例缩放技术，对推力器开机时间T进行如下处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法
本专利技术涉及一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，属于飞行器姿态控制领域。
技术介绍
反作用控制系统(ReactionControlSystem，RCS)作为姿态控制执行机构，在航天器上广泛应用，为得到简单的控制逻辑一般采用解耦配置，即为三轴姿态控制配置独立的推力器，因此推力器数目较多，重量功耗大，但推力器指令分配算法简单，各轴之间无耦合。随着航天技术的发展，航天器设计越来越关注经济效益，近年来已经有部分航天器RCS系统一定程度上采用了耦合配置方案，采用数目较少的推力器组合使用得到期望的三轴控制力矩，但这对发动机指令分配算法提出了更高的需求。本专利基于“三轴姿态控制最少需配置4个推力器”的基本原理，利用矩阵伪逆和零空间方法，提出了一种适用于配置4个推力器的航天器三轴姿态控制的推力器指令分配算法，给出了推力器开机时间的计算步骤，与传统的查表算法不同，该方法可直接解析计算，通用性强，且由于采用开机时长比例缩放技术，保证了每个控制周期的输出均为有效控制量，解决耦合干扰力矩的影响，减小燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，其特征在于步骤如下：/n1)计算4个推力器在航天器本体上的安装配置矩阵A，所述安装配置矩阵A为3×4矩阵；/n2)根据期望姿态与实际测量姿态的偏差由PD控制律，计算得到需要的控制冲量H

【技术特征摘要】
1.一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，其特征在于步骤如下：
1)计算4个推力器在航天器本体上的安装配置矩阵A，所述安装配置矩阵A为3×4矩阵；
2)根据期望姿态与实际测量姿态的偏差由PD控制律，计算得到需要的控制冲量Hr；
3)建立推力器开机时间T，记T＝[T1,T2,T3,T4]T，与控制冲量Hr的关系式如下：Hr＝AT；
4)利用矩阵伪逆可解方法，求解Hr＝AT的伪逆通解；
5)利用零空间概念，得到推力器开机时间T的特解；
6)选取使得T≥0且|T|最小即燃料消耗最小的解；
7)采用开机时长比例缩放技术，对推力器开机时间T进行如下处理



其中，τcontrol为控制系统采样周期，max(T)＝max(T1,T2,T3,T4)表示列矩阵T的最大值，Tf为4个推力器最终指令开机时间。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马艳红，张海博，李毛毛，何英姿，张锦江，高莉，
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