一种适用于江河成像的敏捷卫星姿态控制方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于江河成像的敏捷卫星姿态控制方法，首先根据成像任务规划出各次姿态机动时间和各成像条带成像初始时刻和终端时刻，生成折线条带，并计算机动过程中的姿态、角速度及角加速度信息；然后定义系统状态变量，进而建立姿态系统离散化模型；求解LQR问题获得反馈增益矩阵，进而根据反馈增益矩阵计算最小鲁棒不变集合，最后求解优化问题以生成最优标称控制序列，并结合前馈力矩补偿量计算模块输出指令力矩；最后根据指令力矩计算控制力矩陀螺群的框架角指令角速度，通过奇异鲁棒逆指令操作律实现力矩输出。此方法很大程度上改善了江河流域蜿蜒轨迹成像过程，整星能够快速机动且快速稳定，能够获得更好的成像效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及遥感卫星姿态控制，具体是一种适用于江河成像的敏捷卫星姿态控制方法。

技术介绍

1、单颗遥感卫星可覆盖数千公里江河流域，实现全流域水文参数同步采集，大范围实时监测，对于环境保护、灾害预警和水资源管理方面具有重要意义。由于高分辨率卫星的幅宽较小大致在10km-14km之间，为了大范围成像会采用敏捷卫星使用控制力矩陀螺的快速调整姿态，但由于大型执行机构在大力矩输出时力矩噪声更大，另外在大角速度机动期间，卫星姿态测量敏感器如星敏感器和陀螺的测量误差都会变差，在蜿蜒的江河成像期间需要连续性的机动成像，难以达到好的姿态控制效果影响遥感成像，使用传统的比例-积分-微分控制（后简称pid）姿态机动到稳定成像过渡时间长，使用标准模型预测控制的方法是基于精准的模型的工况，在有大的外部干扰的情况下姿态控制效果也会受到影响，鲁棒性很有挑战。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种适用于江河成像的敏捷卫星姿态控制方法，解决蜿蜒河道成像又快又稳且保持鲁棒的技术问题，此方法很大程度上改善了江河流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于江河成像的敏捷卫星姿态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的成像轨迹规划具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1.2的具体方法为：根据卫星的惯量和控制力矩陀螺的机动能力，预先计算好机动时间和机动角度的关系表，对应关系表根据需要机动的姿态角插值计算每次机动的时长；根据成像条带长度除以星下点的移动速度得到每个条带的成像时间，依次确认每条带成像的初始时刻和终端时刻，即计算出各次机动时间和各成像条带成像初始时刻和终端时刻的姿态和角速度以及角加速度信息；在条带起始时刻和终端时刻两个...

【技术特征摘要】

1.一种适用于江河成像的敏捷卫星姿态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的成像轨迹规划具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1.2的具体方法为：根据卫星的惯量和控制力矩陀螺的机动能力，预先计算好机动时间和机动角度的关系表，对应关系表根据需要机动的姿态角插值计算每次机动的时长；根据成像条带长度除以星下点的移动速度得到每个条带的成像时间，依次确认每条带成像的初始时刻和终端时刻，即计算出各次机动时间和各成像条带成像初始时刻和终端时刻的姿态和角速度以及角加速度信息；在条带起始时刻和终端时刻两个点附近取两组轨道根数，通过迭代计算得到初始和终端时刻的姿态、角速度和角加速度的数值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中还包括对姿态动力学进行改写得到离散化模型：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述离散化模型中，系统状态变量和系统控制变量都受到约束，

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，求解lqr问题获得反馈增益矩阵的方法为：预测时域n内，系统状态可分解为标称部分和误差，误差表示实际状态相对于标称状态在时间步之后的偏差，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：高旭东，李鹏杰，马嘉晨，张宇翔，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：