针对冗余安装飞轮的角动量管理方法技术

本发明专利技术公开了一种针对冗余安装飞轮的角动量管理方法，所述方法包括：获取当前控制周期内，控制力矩对应的角动量增量。根据当前拍接入系统的飞轮组合确定飞轮安装矩阵与可用标志。根据飞轮的所述可用标志将所述角动量增量分配至所述飞轮组合中可用飞轮。对分配后的各飞轮角动量增量进行限幅，若某一轴的飞轮角动量增量超过限幅值，则将该轴飞轮置为不可用。根据角动量增量与前一拍角动量指令计算各个所述飞轮的当前拍角动量指令。对各个所述飞轮的当前拍角动量指令进行限幅，若某一轴的飞轮当前拍角动量指令超过限幅值则将该轴飞轮置为不可用，并更新该轴飞轮的角动量增量。本发明专利技术具有工程实现简单，算法计算耗时小的优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
针对冗余安装飞轮的角动量管理方法


[0001]本专利技术涉及卫星姿态控制
，具体涉及一种针对冗余安装飞轮的角动量管理方法。

技术介绍

[0002]随着卫星姿态控制技术的不断发展以及任务要求不断提高，现代卫星对姿态控制系统的要求越来越高，高精度、高可靠性与可重构性是卫星姿控系统的发展目标。反作用飞轮通过调节飞轮转速，通过飞轮与卫星星体之间角动量交换，实现卫星姿态控制，由于其具有可连续控制、控制精度高、不需额外消耗工质等特点，是卫星姿态控制的主要执行机构。另外，由于卫星各部件在轨发生故障后难以修复，多飞轮冗余安装可有效提高系统重构度与冗余度，可有效提高系统工作寿命。
[0003]传统的三正交安装飞轮系统，控制指令与飞轮轴一一对应，在计算出控制力矩后可直接进行飞轮指令计算，对于冗余安装的飞轮系统，飞轮轴与星体轴并不完全重合，且飞轮个数往往大于3，因此从控制指令到飞轮指令是从三维到多维的求解过程，这一问题具有无数解。针对于这一问题，传统的伪逆方法虽然能够有效进行分配，但无法达到角动量包络，降低了飞轮系统的控制能力，另外一些方法多是基于各种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对冗余安装飞轮的角动量管理方法，其特征在于，包括：步骤S1、获取当前控制周期内，控制力矩对应的角动量增量；步骤S2、根据当前拍接入系统的飞轮组合确定飞轮安装矩阵与可用标志；步骤S3、根据飞轮的所述可用标志将所述角动量增量分配至所述飞轮组合中可用飞轮；步骤S4、对分配后的各飞轮角动量增量进行限幅，若某一轴的飞轮角动量增量超过限幅值，则将该轴飞轮置为不可用；步骤S5、根据角动量增量与前一拍角动量指令计算各个所述飞轮的当前拍角动量指令；步骤S6、对各个所述飞轮的当前拍角动量指令进行限幅，若某一轴的飞轮当前拍角动量指令超过限幅值则将该轴飞轮置为不可用，并更新该轴飞轮的角动量增量；步骤S7、若分配给各轴飞轮的角动量增量与卫星本体系角动量增量指令相同，或可分配飞轮个数小于3则结束分配，否则重复步骤S3～步骤S7进行所述角动量增量再分配。2.如权利要求1所述的针对冗余安装飞轮的角动量管理方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：确定卫星本体系角动量增量指令ΔH
a
，与前一拍各个飞轮角动量指令h
w_pre
。3.如权利要求2所述的针对冗余安装飞轮的角动量管理方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S3.1、当第i飞轮的可用标志flag_work(i)为1时，对该第i飞轮的角动量增量Δh
w
(i)进行清零以便后续计算，其中i＝1
……
N，N表示所述飞轮组合中飞轮的最大数量；当第i飞轮的可用标志flag_work(i)为0时，对该第i飞轮的本拍角动量增量Δh
w
(i)进行锁定；步骤S3.2、计算除已锁定飞轮角动量增量外的剩余待分配角动量：ΔH
a1
＝ΔH
a
‑
D
×
Δh
w
其中，ΔH
a1
为剩余待分配角动量，ΔH
a
为根据控制算法计算得到的卫星本体系角动量增量指令；D为3
×
N维飞轮组安装矩阵。步骤S3.3、根据第i飞轮的可用标志flag_work(i)更新飞轮安装矩阵D
now
，将飞轮安装矩阵D
now
中不可用飞轮的对应列置零，按照伪逆分配算法，将剩余待分配角动量ΔH
a1
分配至剩余飞轮，此处由于上一循环中将饱和飞轮或角动量增量超过限幅值的飞轮置为不可用，则实际只会将剩余待分配角动量ΔH
a1
分配到所述飞轮组合中的可用飞轮轴上；Δh
w1
＝D
nowT
×
(D
now
×
D
nowT<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈桦，王文妍，杜耀珂，完备，岳杨，王禹，王嘉轶，贾艳胜，刘美师，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：