磁盘卫星质量矩姿态控制方法技术

磁盘卫星质量矩姿态控制方法，解决了如何抑制扰动，提高卫星指向精度的问题，属于卫星姿态控制技术领域。本发明专利技术利用微分跟踪器得到卫星的期望姿态与角速度，根据期望姿态与角速度，利用PD控制器得到质量块的位移；质量块的位移包括质量块在卫星x轴、y轴的位移；根据质量块的位移得到气动力矩：T<subgt;a</subgt;＝‑r<subgt;s</subgt;×F<subgt;a</subgt;；其中，F<subgt;a</subgt;表示气动力矢量，r<subgt;s</subgt;表示卫星的质心在本体系下的矢径；根据干扰状态观测器得到卫星的扰动观测力矩得到最终的控制力矩根据控制力矩对磁盘卫星的质量块进行控制。本发明专利技术通过变质心的方式将气动力矩作为控制力矩而不是扰动力矩，从而节省了燃料，大大降低了卫星姿态控制的成本和复杂性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁盘卫星质量矩姿态控制方法，属于卫星姿态控制。

技术介绍

1、磁盘卫星(disksat)是一种盘状的新一代低成本、多任务、长寿命的小卫星，能大大节约“一箭多星”的成本。但由于其结构特殊、扰动因素复杂、执行器部署受限，磁盘卫星的姿态控制是当下的技术痛点。经典的变质心控制是在卫星上安装多组质量矩机构，通过质量矩的移动来调整磁盘卫星的质心，完成气动力矩的主动利用，进而完成姿态的稳定控制。然而，该方案对质量矩运动学方程进行了简化，未考虑许多额外的内部扰动，主要是指滑块运动带来的附加力矩，比如附加惯性力矩、附加科氏力矩等，这会降低控制系统的鲁棒性，因此这些附加力矩不能忽略；除此之外，磁盘卫星在工程应用时气动外形不规整，这会带来较大的模型摄动。除此之外，卫星本身还存在着重力梯度力矩等外力矩摄动，因此，磁盘卫星会受到来自外部和内部的大量复杂的扰动，对其一一分析工作量复杂，控制系统难以设计。

技术实现思路

1、针对如何抑制扰动，提高卫星指向精度的问题，本专利技术提供一种磁盘卫星质量矩姿态控制方法。

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【技术保护点】

1.磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述微分跟踪器为：

5.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述干扰状态观测器为线性扩张状态观测器，线性扩张状态观测器为：

6.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述干扰状态观测器为非线性状态观测器，非线性状态观测器为：

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【技术特征摘要】

1.磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述微分跟踪器为：

5.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述干扰状态观测器为线性扩张状态观测器，线性扩张状态观测器为：

6.根据权利要求1所述的磁盘卫星质量矩姿态控制方法，其特征在于，所述干扰状态观测器为非线性状态观测器，非线性状态观测器为：

7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，章谱生，奚瑞辰，代宇，孙殿博，张浩岩，刘家均，王琛皓，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：