【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航天器控制，特别涉及一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法。
技术介绍
1、航天器在执行环月遥感任务时，可采用对月正飞(对轨道系定向)、倒飞、侧飞以及其他偏置姿态等多种姿态指向，且运行轨道可为圆轨道或椭圆轨道。航天器本体±y轴安装有单轴转动帆板，需要在任意姿态下均确保帆板准确跟踪太阳，即指向太阳在本体xoz面的投影。而太阳在本体xoz面的投影角和角速度的极性和大小与轨道和姿态指向直接相关，变化较为复杂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，解决了航天器任意姿态时的帆板高精度对日指向控制难度大的技术问题，本专利技术有利于提高计算效率，提高控制精度，可推广至地球轨道以及深空探测任务。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，包括：
4、s1获取地心赤道j2000.系中太阳的位置和速度；
5、s2获取地心赤道j2000.系中月球的位置和速度；
6、s3根据地心赤道j2000.系中太阳的位置和速度以及月球的位置和速度得到月心j2000.系中太阳相对月球的位置和速度；
7、s4根据月心j2000.系中太阳相对月球的位置和速度得到本体系中太阳相对航天器的相对位置和速度；
8、s5根据本体系中太阳相对航天器的相对位置和速度得到太阳方向在帆板转轴垂直平面的投影角θ
9、s6根据θ和得到用于控制帆板对日指向的指令转速。
10、进一步的，步骤s1中，地心赤道j2000.系中太阳的位置和速度为：
11、
12、其中，为地心赤道j2000.系中太阳的位置，为地心赤道j2000.系中太阳的速度；ceh为日心黄道j2000.系与地心赤道j2000.系间的转换矩阵，为地球在日心黄道系中的位置，为地球在日心黄道系中的速度。
13、进一步的，步骤s3中，月心j2000.系中太阳相对月球的位置和速度为：
14、
15、其中，为地心赤道j2000.系中月球的位置，为地心赤道j2000.系中月球的速度，为月心j2000.系中太阳相对月球的位置，为月心j2000.系中太阳相对月球的速度。
16、进一步的，根据轨道参数得到。
17、进一步的，步骤s4中，本体系中太阳相对航天器的相对位置和速度为：
18、
19、其中，为本体系中太阳相对航天器的相对位置，为本体系中太阳相对航天器的相对速度，cbi为航天器本体相对惯性系的姿态阵，ωbi为航天器本体相对惯性系的角速度，和分别为航天器在月心j2000.系中的位置和速度，依据航天器的定轨数据计算。
20、进一步的，步骤s5中，帆板转轴与航天器本体系y轴平行工况下：
21、θ＝arctan(xss/zss) zss<0
22、θ＝π-arctan(-xss/zss) xss<0,zss>0
23、θ＝arctan(xss/zss)-π xss>0,zss>0
24、
25、进一步的，步骤s6中，根据θ和得到用于控制帆板对日指向的指令转速的方法包括：
26、s6.1根据θ和帆板转角θs得到偏差角δθ；
27、s6.2根据偏差角δθ对指令转速wsail进行分区控制：
28、当|δθ|>δθ1时，对δθ进行粗控；
29、当δθ0≤|δθ|＜δθ1时，对δθ进行精控；
30、当|δθ|≤δθ0时，对δθ进行保持；
31、其中，δθ1为粗控阈值，δθ0为精控阈值。
32、进一步的，步骤s6中：
33、当|δθ|>δθ1时：wsail＝ωl；其中ωl为帆板驱动机构所具有的最高转速档位，依据帆板驱动机构硬件性能进行设定。
34、当δθ0≤|δθ|＜δθ1时：
35、
36、
37、其中，为帆板驱动机构所具有的最低转速档位，可依据帆板驱动机构硬件性能进行设定；γ为当量系数，取值为int为通用取整函数。
38、当|δθ|≤δθ0时：在当前拍保持wsail与前一拍的wsail相等。
39、本专利技术与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：
40、(1)本专利技术创造性的提出一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，解决了航天器任意姿态时的帆板高精度对日指向控制难题，计算量不大，可推广至地球轨道以及深空探测任务；
41、(2)本专利技术根据指向偏差角进行分区控制，能够有效保证帆板偏差角在误差范围内时帆板转速指令与太阳投影角速度趋势一致，不出现频繁或大范围切换，同时能保证当太阳投影角速度发生较大变化时，帆板能快速响应跟踪，保持对日误差满足设定值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，步骤S1中，地心赤道J2000.系中太阳的位置和速度为：
3.根据权利要求2所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，步骤S3中，月心J2000.系中太阳相对月球的位置和速度为：
4.根据权利要求3所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，根据轨道参数得到。
5.根据权利要求3所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，步骤S4中，本体系中太阳相对航天器的相对位置和速度为：
6.根据权利要求5所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，步骤S5中，帆板转轴与航天器本体系Y轴平行工况下：
7.根据权利要求6所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，步骤S6中，根据Θ和得到用于控制帆板对日指向的指令转速的方法包括：
8.根据权利要求7所述的一种航天
...【技术特征摘要】
1.一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，步骤s1中，地心赤道j2000.系中太阳的位置和速度为：
3.根据权利要求2所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，步骤s3中，月心j2000.系中太阳相对月球的位置和速度为：
4.根据权利要求3所述的一种航天器任意姿态帆板高精度对日指向控制算法，其特征在于，根据轨道参数得到。
5.根据权利要求3所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑永洁，刘涛，王勇，乔德治，胡锦昌，马琳，郝策，刘旺旺，曲宗华，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。