【技术实现步骤摘要】
一种矢量调节转动机构转动角度的计算方法及装置
本申请涉及航天器设计
，尤其涉及一种矢量调节转动机构转动角度的计算方法及装置。
技术介绍
电推进系统由于其比冲高的特点，能够极大的提升卫星载干比，因而在高轨长寿命卫星上获得了越来越多的应用。为了扩宽电推进的应用场景，通常会为电推力器配置矢量调节机构，从而实现推力器在轨推力方向调节，使得电推进的应用更灵活。通常推力器在轨推力方向调节的过程为：首先根据实际需求计算出矢量调节机构的转动角度，然后，根据转动角度转动矢量调节机构，进而实现推力器在轨推力方向调节。因此，矢量调节机构转动角度计算是推力器在轨推力方向调节中一个重要环节。目前，常见的矢量调节机构转动角度计算过程为：根据输入的目标点的坐标信息，按照简单的几何理论模型计算并输出矢量调节机构的转动角度。对于配备了双轴矢量调节机构的卫星来说(参见图1)，输入的坐标信息与输出的转动角度间具有较复杂的几何变换关系，且其空间几何关系受到安装误差、转角控制误差等多种因素的影响。按照简单的几何理论模型进行转角计算，会得到误差较大的结果...
【技术保护点】
1.一种矢量调节转动机构转动角度的计算方法，其特征在于，包括：/n在卫星坐标系下，确定目标点的位置信息、矢量调节转动机构中转动轴的安装信息以及推力器矢量的空间信息，其中，所述安装信息包括上轴的安装信息和下轴的安装信息；/n根据所述位置信息、所述安装信息以及所述空间信息计算所述推力器对应的矢量和所述目标点组成的平面与所述下轴垂直时所述上轴的转动角度；/n根据所述位置信息、所述安装信息、所述空间信息以及所述上轴的转动角度计算所述推力器对应的矢量穿过所述目标点时所述下轴的转动角度。/n
【技术特征摘要】
1.一种矢量调节转动机构转动角度的计算方法，其特征在于，包括：
在卫星坐标系下，确定目标点的位置信息、矢量调节转动机构中转动轴的安装信息以及推力器矢量的空间信息，其中，所述安装信息包括上轴的安装信息和下轴的安装信息；
根据所述位置信息、所述安装信息以及所述空间信息计算所述推力器对应的矢量和所述目标点组成的平面与所述下轴垂直时所述上轴的转动角度；
根据所述位置信息、所述安装信息、所述空间信息以及所述上轴的转动角度计算所述推力器对应的矢量穿过所述目标点时所述下轴的转动角度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述卫星坐标系中，所述目标点的位置信息表示为[xr,yr,zr]T；
所述上轴的安装信息包括：所述上轴与所述卫星坐标系中y轴平行，且穿过点[xp1,0,zp1]T，所述上轴转动的角度定义为θe，θe∈(-90°，+90°)；
所述下轴的安装信息包括：所述下轴的空间位置随所述上轴的转动而转动，当θe位于预设的0位时，所述下轴与所述卫星坐标系x轴平行，且所述下轴穿过点[0,yp2,zp2]T，所述下轴转动的角度定义为
所述推力器推力矢量的空间信息包括：所述推力器矢量的空间指向随所述下轴的转动而转动，当θe位于预设的0位且也位于预设的0位时，所述推力器矢量平行于卫星坐标系z轴，且穿过卫星坐标系中的点[xpt,ypt,0]T。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述位置信息、所述安装信息以及所述空间信息计算所述推力器对应的矢量和所述目标点组成的平面与所述下轴垂直时所述上轴的转动角度，包括：
建立所述上轴绕动的随动坐标系Oyt；
根据预设的坐标变换关系，确定所述推力器对应的矢量和所述目标点组成的平面与所述下轴垂直时，Oyt坐标系中所述目标点的x轴坐标以及所述推力器矢量的x轴坐标；
根据所述目标点的x轴坐标以及所述推力器矢量的x轴坐标计算所述上轴的转动角度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述目标点的x轴坐标以及所述推力器矢量的x轴坐标计算所述上轴的转动角度，包括：
通过如下公式计算所述上轴的转动角度：
xpt-xp1＝cosθe*(xr-xp1)-sinθe*(zr-zp1)
其中，xpt-xp1表示Oyt坐标系中所述目标点的x轴坐标；cosθe*(xr-xp1)-sinθe*(zr-zp1)表示Oyt坐标系中所述推力器矢量的x轴坐标。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述位置信息、所述安装信息、所述空间信息以及所述上轴的转动角度计算所述推力器对应的矢量穿过所述目标点时所述下轴的转动角度，包括：
根据所述上轴的转动角度计算所述目标点在所述Oyt坐标系中y轴坐标以及z轴坐标，建立所述下轴绕动的随动坐标系Oxt；
确定所述目标点在所述Oxt坐标系中y轴坐标，根据所述目标点在Oyt坐标系中y轴坐标、z轴坐标以及所述目标点在所述Oxt...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海强，张旭，刘丹，仲小清，张承巍，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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