【技术实现步骤摘要】
一种适用于对地卫星在无陀螺条件下的轮控姿态恢复方法
本专利技术涉及空间飞行器控制领域，具体涉及一种适用于对地卫星在无陀螺条件下的轮控姿态恢复方法。
技术介绍
卫星主要通过推力器与飞轮作为执行机构进行姿态控制，推力器用于姿态建立初期大量、粗精度控制，飞轮用于长期稳态控制，具有控制精度高、不消耗燃料工质等优点。当卫星在轨由于某种故障导致姿态失稳时，需要及时对姿态进行恢复，若采用推力器进行姿态恢复需要消耗额外工质，且在故障情况下有使星体产生大角速度的风险，因此使用飞轮进行姿态恢复是一种既安全又实用的方法。在卫星发生姿态失稳情况时，会造成帆板不对日，导致整星能源下降，因此如何用尽量少的系统配置快速恢复帆板对日姿态是首要工作，现有的姿态恢复方式有利用磁控方法进行姿态稳定，该种方式虽然功耗小但耗时长；也有利用飞轮进行姿态恢复，但使用陀螺、星敏等姿态测量机构，这种方法系统配置较多，且不适用于敏感器发生故障的情况；另外，当前的控制方法对于存在大惯量差的卫星有一定局限，尤其是对日定向后进行俯仰轴对地时，由于主惯量差较大引起的重力梯度力...
【技术保护点】
1.一种适用于对地卫星在无陀螺条件下的轮控姿态恢复方法，其特征在于，包含以下步骤：/n(1)在卫星姿态失稳情况下，首先对所有接入系统飞轮进行回零操作，消除由于飞轮角动量交换带来的角速度变化；/n(2)根据星体表面装的0-1式太阳敏感器进行捕获太阳，使太阳出现在帆板对应面；假设帆板在星体-Y面，当太阳出现在-Y方向模拟式太阳敏感器的视场后，利用模拟式太阳敏感器的输出分别对滚动轴与偏航轴进行控制，以完成对日定向；/n在启动俯仰轴控制时，利用轨道信息计算太阳矢量与磁场矢量在轨道系分量，利用磁强计与太阳信号测量其在本体系分量，利用双矢量定姿算法可以计算得到卫星俯仰姿态角，对俯仰姿态...
【技术特征摘要】
1.一种适用于对地卫星在无陀螺条件下的轮控姿态恢复方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)在卫星姿态失稳情况下，首先对所有接入系统飞轮进行回零操作，消除由于飞轮角动量交换带来的角速度变化；
(2)根据星体表面装的0-1式太阳敏感器进行捕获太阳，使太阳出现在帆板对应面；假设帆板在星体-Y面，当太阳出现在-Y方向模拟式太阳敏感器的视场后，利用模拟式太阳敏感器的输出分别对滚动轴与偏航轴进行控制，以完成对日定向；
在启动俯仰轴控制时，利用轨道信息计算太阳矢量与磁场矢量在轨道系分量，利用磁强计与太阳信号测量其在本体系分量，利用双矢量定姿算法可以计算得到卫星俯仰姿态角，对俯仰姿态角进行差分得到俯仰姿态角速度；
(3)根据俯仰角估值θ，对俯仰轴进行分段控制，角动量指令计算如下：
其中，θ1为分段阈值，Kpy和Kdy分别为俯仰轴比例、微分控制系数，为俯仰角速度估值，Hy(kT)为俯仰轴角动量控制指令，Hymax为根据飞轮能力设置的角动量指令上限，若由非对地定向模式进入对地定向模式，对累加值进行清零；
(4)若进入地影区前处于太阳捕获阶段，则对飞轮角动量指令进行回零，待进入光照区重新进行太阳捕获；若当前处于对日定向阶段，则将飞轮角动量指令保持，待进入光照区若-Y向有太阳信号则继续对日定向，若无太阳信号则重新进行太阳捕获；若当前处于对地定向阶段，则将滚动与偏航向飞轮角动量指令保持，俯仰向继续进行控制，待进入阳照区若-Y向有太阳信号则继续对地定向，若-Y向无太阳则将俯仰方向角动量指令回零重新进行太阳捕获。
2.根据权利要求1所述的适用于对地卫星在无陀螺条件下的轮控姿态恢复方法，其特征在于，步骤(2)中，滚动轴控制如下：
当时，进行开环控制，控制指令角动量如下计算:
Hx(kT)＝-hbuhuo
当时，进行开环控制，控制指令角动量如下计算:
Hx(kT)＝hbuhuo
当连续一段时间tx满足时，进入滚动闭环控制，控制指令角动量如下计算：
其中T为控制周期，hbuhuo为设定的用于进行太阳捕获的飞轮角动量目标值；Hx(kT...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈桦，杜耀珂，王文妍，朱郁斐，何煜斌，完备，崔佳，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31
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