一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法技术

一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，包括：判断卫星工作模式的状态；若位于预置区间则进行帆板预置；若位于停控区间，则进行帆板停控；反之则搜索太阳转为太阳敏感器跟踪控制至本控制周期结束。本发明专利技术提出的方法具有较强的通用性，可以适用于具有磁洁净度要求的低/中/高轨卫星的帆板控制模式设计。求的低/中/高轨卫星的帆板控制模式设计。求的低/中/高轨卫星的帆板控制模式设计。

【技术实现步骤摘要】
一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法


[0001]本专利技术属于卫星帆板控制
，特别是一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法。

技术介绍

[0002]传统的卫星帆板驱动机构控制方法是在卫星初始入轨时太阳帆板展开，并进行搜索、捕获和跟踪太阳。正常在轨飞行时，太阳帆板按照一定的转动速率匀速转动，持续跟踪太阳以保证能源。即：传统的帆板控制策略是以获取最大能源的帆板对日跟踪或偏置跟踪模式为主要实现方式，没有其他约束限制。
[0003]随着航天技术的不断发展进步，卫星载荷呈现多样化趋势，对卫星平台的要求也越来越高。例如，某些载荷对整星的磁洁净度有很高要求，这部分载荷在一定纬度范围内需要对地磁场进行测量，而帆板驱动机构在转动时产生的磁场会对该载荷产生影响，不利于载荷工作。因此，载荷工作模式对帆板控制带来了约束。
[0004]帆板控制对于整星能源安全和在轨载荷工作都具有至关重要的作用，既要保证在有限的非载荷工作区域进行能源的最大化补充，又要实现载荷工作区的帆板停转以消除驱动机构转动引入的空间磁环境污染。显然，卫星传统的帆板连续跟踪策略不适用对磁洁净度有要求的载荷，控制系统需要对传统的帆板控制策略进行调整和设计，以解决整星能源要求和磁洁净度之间的矛盾问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，解决了整星的能源要求和磁洁净度要求的矛盾。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：
[0007]第一方面，一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，步骤如下：
[0008]1)判断卫星工作模式的状态：若当前正常飞行模式，则进入步骤2)；若当前处于任务模式或故障模式，则控制帆板平面法线指向太阳，待结束任务模式或故障模式后，进入步骤2)；
[0009]2)判断卫星当前的星下点纬度δ是否位于预置区间，若是，则控制帆板开始朝向特定角度转动，待卫星飞出预置区间后，进入步骤3)；反之，则直接进入步骤3)；
[0010]3)判断卫星的星下点纬度δ是否位于停转区间，若是，则控制帆板停止转动，待卫星飞出停转区间后，进入步骤4)；反之，则直接进入步骤4)；
[0011]4)控制帆板转动进行太阳搜索，直至帆板平面的法线指向太阳之后，保持帆板对太阳的跟踪控制；待本周期控制结束后，返回步骤1)。
[0012]可选地，步骤2)所述预置区间是指卫星在由南向北飞行并且卫星星下点纬度在南纬B到南纬A之间，或者卫星在由北向南飞行并且卫星星下点纬度在北纬B到北纬A之间；其中，A的取值范围为60
°
～70
°
；B的取值范围为70
°
～80
°
。
[0013]可选地，A＜B。
[0014]可选地，步骤2)所述特定角度Δα
F
的确定方法，具体为：
[0015]Δα
F
＝
‑
α
F
‑
α
FS
‑
A
×
m
δ1
；
[0016]其中，α
F
为帆板驱动机构的输出转角，α
FS
为帆板理论目标转角，m
δ1
为自主调节系数。
[0017]可选地，步骤3)所述停转区间等于卫星的载荷工作区间。
[0018]可选地，所述步骤3)中的停转区间是指卫星星下点纬度在北纬A到南纬A度之间。
[0019]可选地，步骤2)所述特定角度使得卫星在停转区间内时帆板的能源供给最大。
[0020]第二方面，一种处理装置，包括：
[0021]存储器，用于存储计算机程序；
[0022]处理器，用于从所述存储器调用并运行所述计算机程序，以执行第一方面所述的方法。
[0023]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被执行时，实现第一方面所述的方法。
[0024]一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的方法。
[0025]本专利技术与现有技术相比的优点在于：
[0026]1)本专利技术提出了帆板分区控制的思路，解决了能源与磁洁净度要求之间的矛盾。
[0027]2)本专利技术为保证赤道上方帆板对日精度，帆板提前预置并设计了可调节的预置角度修正量。
[0028]3)帆板预置模式时帆板控制角度由帆板角度传感器以及轨道数据计算得出，预置期间不使用模拟太阳敏感器数据，因此不受模拟太阳敏感器的视场限制，本专利技术解决了模拟太阳敏感器视场限制问题。
附图说明
[0029]图1为本专利技术一实施例中帆板分区控制；
[0030]图2为本专利技术帆板控制回路框图；
[0031]图3为本专利技术帆板机构分区控制逻辑图；
[0032]图4为本专利技术在轨帆板控制模式图；
[0033]图5为本专利技术在轨帆板转角与星下点纬度对应图；
[0034]图6为本专利技术在轨帆板驱动角速度与纬度关系曲线；
[0035]图7为本专利技术在轨帆板停转模式后方阵电流变化图。
具体实施方式
[0036]本专利技术针对磁洁净度有较高要求的卫星，这类卫星的特点是要求在载荷工作期间其他会对磁环境造成影响的单机尽可能停止工作，以保持整星的磁洁净度，保证载荷正常工作。
[0037]基于上述需求，本专利技术提出基于星下点纬度信息的帆板驱动机构分区控制方法，在磁洁净度要求约束下保证整星能源供给。针对任务要求，控制系统设计了帆板的1)捕获
及跟踪控制、2)帆板预置、3)帆板停控的联合控制策略，三种控制方式可基于星下点纬度信息进行自主切换。
[0038]一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，步骤如下：
[0039]1)判断卫星工作模式workmode的状态：若workmode是正常飞行模式，则进入步骤2)。否则，若workmode处于任务模式或故障模式，则控制帆板平面法线指向太阳，待结束任务模式或故障模式后，进入步骤2)；
[0040]2)判断卫星当前的星下点纬度δ是否位于预置区间，若是，则控制帆板开始朝向特定角度转动，所述特定角度使得卫星在停转区间内时帆板的能源供给最大，即控制帆板使其在较短的时间内转动到某个角度值，该角度值使帆板在步骤3)停转区间时能获取最大程度的能源供给。待卫星飞出预置区间后，进入步骤3)；反之，则直接进入步骤3)；
[0041]步骤2)所述预置区间是指卫星在由南向北飞行并且卫星星下点纬度在南纬B到南纬A之间，或者卫星在由北向南飞行并且卫星星下点纬度在北纬B到北纬A之间；其中，A的取值范围为60
°
～70
°
，根据载荷工作区间来决定；B取值为70
°
～80
°
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，其特征在于，步骤如下：1)判断卫星工作模式的状态：若当前正常飞行模式，则进入步骤2)；若当前处于任务模式或故障模式，则控制帆板平面法线指向太阳，待结束任务模式或故障模式后，进入步骤2)；2)判断卫星当前的星下点纬度δ是否位于预置区间，若是，则控制帆板开始朝向特定角度转动，待卫星飞出预置区间后，进入步骤3)；反之，则直接进入步骤3)；3)判断卫星的星下点纬度δ是否位于停转区间，若是，则控制帆板停止转动，待卫星飞出停转区间后，进入步骤4)；反之，则直接进入步骤4)；4)控制帆板转动进行太阳搜索，直至帆板平面的法线指向太阳之后，保持帆板对太阳的跟踪控制；待本周期控制结束后，返回步骤1)。2.根据权利要求1所述的一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，其特征在于，步骤2)所述预置区间是指卫星在由南向北飞行并且卫星星下点纬度在南纬B到南纬A之间，或者卫星在由北向南飞行并且卫星星下点纬度在北纬B到北纬A之间；其中，A的取值范围为60
°
～70
°
；B的取值范围为70
°
～80
°
。3.根据权利要求2所述的一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，其特征在于，A＜B。4.根据权利要求2所述的一种提升磁洁净度的帆板驱动机构分区控制方法，其特征在于，步骤2)所述特定角度Δα
F
的确定方法，具体为：Δα...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽琼，李贵明，张春青，朱兴鸿，莫鑫，李博文，吕恩海，庞博，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：