CN105005198B - 一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法 - Google Patents

Abstract

一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法，属于飞行器控制领域，本发明是为了解决现有最优查表法中离线制定推力器组合表复杂，确定的推力器列表的分配控制小，无法同时适用于开关控制模式的推力器模型等问题。本发明所述的控制分配方法的主要实现过程为：根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表；由期望控制力矩，结合离线确定出的预装定数据，利用法向量判定方法，确定最优推力器组合；针对推力器工作模式的不同，采用不同的分配方案，当推力器为连续控制量输出模式时，利用伪逆法进行求解，而当推力器为离散开关控制模式时，通过确定所有可能的开关组合，选择出分配误差最小的分配方案。

Description

一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法

技术领域

本发明涉及一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法，属于飞行器控制领域。

背景技术

推力器是各类飞行器上常采用的执行机构，为了保证飞行器高可靠性和高机动性，常采用冗余配置系统，使得期望控制量到推力器控制指令的分配方案不唯一。这就需要在控制系统中引入控制分配环节来完成期望控制量在冗余推力器间的分配，使推力器的实际输出与期望量尽可能一致。

控制分配方法是由控制算法给出的期望控制量出发，在各类型约束条件和最优目标下，将期望控制量在冗余配置的执行机构间进行分配，使得执行机构实际控制输出尽可能与期望控制量相吻合的一种控制设计技术，具有控制分配环节的航天器控制系统框图如图1所示。在控制律与执行机构之间引入控制分配环节，将传统的控制系统设计分为控制算法设计和控制分配方法设计两部分，控制算法设计专注与控制律的设计而忽略执行机构的影响，而控制算法的设计专门负责冗余执行机构的管理以及指令的分配工作，有效隔离控制系统与执行机构之间的联系，能够提高系统对故障的容错能力，增强系统的鲁棒性。

目前来看，解决推力器控制分配问题的算法主要可以分为两大类：动态的控制分配方法和静态的控制分配方法。动态控制分配方法，包括广义逆法、线性规划方法、二次规划算法，它主要是根据推力器模型、约束条件以及最优目标，将控制分配问题转化为数学模型，并基于数学优化方法实现控制指令的实时分配,动态控制分配方法具有容错性能强、鲁棒性好的特点，但需要进行实时优化求解，使得计算过程复杂，对星载计算机的要求高，很难在实际工程上进行应用。而静态控制分配方法，这种方法根据卫星预先定义的机动和控制模式确定出相应的推力器组合，并将其存储于星载计算机中，这种方法包括传统指令直接分配方式以及基于推力器组合表的实时控制指令分配算法，传统指令直接分配方式是根据解耦思想按控制指令各分量方向将推力器进行分组，通过对消的方式使得每个组合仅在一个方向上产生作用，这种方法对消过多，推力器的使用率低，燃料浪费严重，无法满足现代飞行器对高性能、低成本的要求，而近几年由欧空局提出的指令分配最优查表法，通过在星载计算机中预存入最优推力器组合表，并通过在线查表确定出与期望控制量最吻合的分配方案，国内学者王敏、解永春等人对该方法进行了研究，提出了一种代数方法制定最优推力器组合列表，但是由于该方法建立的优化求解模型中没有考虑推力器的大小约 束，使得制定出的推力器组合中的推力器数目与期望控制指令的维数相同，限制了推力器的分配空间，同时该代数方法是采用单纯形进行求解，计算过程复杂且繁琐，且在线查表时时基于连续控制推力器模型得到，对采用开关控制模式的推力器模型适用性差。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法，以解决现有最优查表法中离线制定推力器组合表复杂，确定的推力器列表的分配控制小，无法同时适用于开关控制模式的推力器模型等问题。

本发明为解决上述技术问题，提出一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法，所采用的技术方案主要包含以下步骤：

步骤一、根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表；

步骤二、由期望控制力矩T_c，结合离线确定的预装定数据，利用法向量判定方法，确定最优推力器组合；

其中，预装定数据是指需要预先计算出来并存储在星载计算机中的数据。主要包括：(1)最优推力器组合表；(2)各推力器组合围成多锥形体的锥面法向量；(3)各象限中包含的推力器组合；(4)给出T_c属于各最优推力器组合围成区域的内部时所应满足的条件；

步骤三、根据推力器是否能够输出连续大小的推力，将推力器工作模式分为连续控制量输出模式以及离散开关控制模式，若为连续控制量输出模式，则转至步骤四，否则转至步骤五；

步骤四、推力器为连续控制量输出模式时，根据最优推力器组合所对应的控制效率矩阵A_i，利用伪逆法确定各推力器的分配量，若超出推力输出能力范围，则利用其上下限值进行修正；

步骤五、推力器为全开和全关控制模式时，确定推力器组合中推力器的数目为n,给出2ⁿ中可能的推力器开关状态组合，并计算2ⁿ种不同开关状态组合下，推力器所能产生的力矩T_i，选择出分配误差最小所对应的开关状态；

步骤一中基于凸包确定最优推力器组合表的具体步骤为：

步骤a、由推力器的安装构型，确定各推力器产生的力矩(力)矢量集合为M；

步骤b、将力矩(力)坐标矢量沿着与坐标轴平行的平面进行投影，确定各投影面上的交点坐标；

(1)判断n个矢量的坐标矢量是否存在坐标为0的情况，当存在坐标为零的情况时，对所有的坐标进行旋转变换直至不出现坐标为0的情况；

(2)按照X轴，Y轴以及Z轴的分量是否大于零将坐标分为6组，分别为C_x0,C_x1,C_y0,C_y1,C_z0,C_z1；

(3)将C_x0,C_x1,C_y0,C_y1,C_z0,C_z1中的矢量分别沿平面X＝-1,X＝1,Y＝-1,Y＝1,Z＝-1,Z＝1六个平面进行投影，在各个平面形成的交点坐标集合为B_x0,B_x1,B_y0,B_y1,B_z0,B_z1.

步骤c、利用二维平面凸包确定的增量方法，确定二维平面上的最小凸包(以点集B_z1为例)，具体步骤如下：

(1)对于点集中的m个交点坐标b₁,b₂…b_m，计算m个点与x轴正方向的夹角；

(2)按照夹角从小到大依次排序，分别为b_i1,b_i2…b_im；

(3)判断各顶点的凹凸性，当各个顶点都为凸顶点时，则转至步骤7，否则转至步骤4；

(4)将各个凹顶点依次存储至集合G中，以第一个凹顶点为基点，由与其相邻的两个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合中移除；

(5)判断顶点集合中是否还存在顶点，若存在，则转至步骤6，否则转至步骤7；

(6)按照步骤2中排好的顺序，依次增加顶点，同时将其从顶点集合中移除，确定加入新的顶点后所形成的凸包，并判断其是否满足最小凸包条件(所有的顶点都构成凸包的顶点)，若满足最小凸包条件，则转至步骤5，否则转至步骤7；

(7)存储最小凸包，若顶点集合不存在顶点时，转至步骤8，否则以当前顶点为基点，由与其相邻的两个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合中移除，转至步骤5；

(8)判断最后一个最小凸包与第一个最小凸包能否进行整合成新的凸包，若能则将这两个凸包进行合并成新的最小凸包；

(9)输出各个最小凸包；

步骤d、根据步骤c输出的各个最小凸包，确定构成凸包顶点的力矩矢量，与力矩矢量相对应的推力器构成最优推力器列表中的一个组合，从而制定出推力器组合列表。

步骤二中提及利用法向量判定方法确定最优推力器组合，其具体步骤为：

步骤1、对于每个推力器组合，计算相邻两推力矢量所确定的n个平面的法向量(离线计算)；

步骤2、根据推力器组合中推力器力矩方向，确定其围成空间所在的象限；

步骤3、确定各象限所包含的推力器组合，并利用法向量的方向，列出控制指令T_c属于该区域的内部时所应满足的点积的正负条件；

步骤4、根据三维控制指令矢量T_c确定其在三维空间所在的象限；

步骤5、计算控制指令矢量T_c与所在象限内各平面法向量的点积；

步骤6、利用步骤3所确定的标准，快速判断出控制指令矢量T_c所属的组合区域；

在以上六个步骤中，前三个都是通过离线计算好预先存储在飞行器计算机中，属于离线预装定数据确定的内容，在实际应用时，只需要通过后三个步骤进行判断。

本发明所述的控制分配方法的主要实现过程为：根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表；由期望控制力矩，结合离线确定出的预装定数据，利用法向量判定方法，确定最优推力器组合；针对推力器工作模式的不同，采用不同的分配方案，当推力器为连续控制量输出模式时，利用伪逆法进行求解，而当推力器为离散开关控制模式时，通过确定所有可能的开关组合，选择出分配误差最小的分配方案。本发明所述的控制分配方法分为离线计算和在线计算两部分。离线计算在系统初始化过程中确定在线计算所需的预装定数据，主要负责制定最优推力器列表。而在线计算是在系统给出期望控制量之后，利用预装定数据，确定出各推力器的开关状态或开机时长。

离线计算主要用于制定最优推力器列表。需要根据推力器构型，基于凸包方法制定出最优推力器列表，同时需要给出列表中各组合所围成多锥体的锥面法向量以及所在的象限，确定期望控制量在该多锥体内部的逻辑条件。

在线计算负责在控制算法给出期望控制量之后，利用离线计算确定的预装定数据，确定各推力器的开关状态或开机时长，使得推力器的实际输出与期望控制量尽可能吻合。

本发明的有益效果是：

一、在离线确定最优推力器列表过程中，提出了基于凸包制定最优推力器组合表的方法，加快了确定列表的时间，特别当推力器比较少时，可以直观地根据推力器的力(力矩)矢量在三维空间和分布，直接确定出推力器列表，减少计算时间。

二、在确定最优推力器组合时，提出了法向量判定方法，该方法只涉及几个点积计算即可确定最优推力器组合，减少在线计算量，减少搜索最优推力器组合的时间。

三、本发明提出的方法，即既可适用于连续控制量输出模式的推力器情形，也可以适用于开关型(全开或全关)控制模式的推力器情形。

四、相对于现有的最优推力器组合表控制方法，该方法能够增大推力器的分配空间。

附图说明

图1为带有控制分配环节的飞行器姿态控制系统框图；图2为本发明流程图；图3为基于凸包确定最优推力器组合表流程图；图4具体实施例中推力器的配置构型示意图， 图中，a为立体图，b为俯视图，c为仰视图；图5推力器产生的力矩矢量在三维空间中分布图；图6力矩矢量在投影面上的位置图像，图中的六个图分别为沿着平面X＝-1,X＝1,Y＝-1,Y＝1,Z＝-1,Z＝1六个平面的投影图；图7最优推力器组合中力矩矢量构成的凸锥图；图8平面法向量点积判定原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图2至图8来说明本实施方式，本实施方式包括以下步骤：

方法包括以下步骤：

步骤一、根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表；

步骤二、由期望控制力矩T_c，结合离线确定的预装定数据，利用法向量判定方法，确定最优推力器组合；

其中，预装定数据是指需要预先计算出来并存储在星载计算机中的数据。主要包括：(1)最优推力器组合表；(2)各推力器组合围成多锥形体的锥面法向量；(3)各象限中包含的推力器组合；(4)给出T_c属于各最优推力器组合围成区域的内部时所应满足的条件；

步骤三、根据推力器是否能够输出连续大小的推力，将推力器工作模式分为连续控制量输出模式以及离散开关控制模式，若为连续控制量输出模式，则转至步骤四，否则转至步骤五；

步骤四、推力器为连续控制量输出模式时，根据最优推力器组合所对应的控制效率矩阵A_i，利用伪逆法确定各推力器的分配量，若超出推力输出能力范围，则利用其上下限值进行修正；

步骤五、推力器为全开和全关控制模式时，确定推力器组合中推力器的数目为n,给出2ⁿ中可能的推力器开关状态组合，并计算2ⁿ种不同开关状态组合下，推力器所能产生的力矩T_i，选择出分配误差最小所对应的开关状态；

本发明所述的控制分配方法分为离线计算和在线计算两部分。

离线计算主要用于制定最优推力器列表。需要根据推力器构型，基于凸包方法制定出最优推力器列表，同时需要给出列表中各组合所围成多锥体的锥面法向量以及所在的象限，确定期望控制量在该多锥体内部的逻辑条件。

在线计算负责在控制算法给出期望控制量之后，利用离线计算确定的预装定数据，确定各推力器的开关状态或开机时长，使得推力器的实际输出与期望控制量尽可能吻合。

步骤一中基于凸包确定最优推力器组合表的具体步骤为：

步骤a、由推力器的安装构型，确定各推力器产生的力矩(力)矢量集合为M；

步骤b、将力矩(力)坐标矢量沿着与坐标轴平行的平面进行投影，确定各投影面上的交点坐标；

(1)判断n个矢量的坐标矢量是否存在坐标为0的情况，当存在坐标为零的情况时，对所有的坐标进行旋转变换直至不出现坐标为0的情况；

(2)按照X轴，Y轴以及Z轴的分量是否大于零将坐标分为6组，分别为C_x0,C_x1,C_y0,C_y1,C_z0,C_z1；

(3)将C_x0,C_x1,C_y0,C_y1,C_z0,C_z1中的矢量分别沿平面X＝-1,X＝1,Y＝-1,Y＝1,Z＝-1,Z＝1六个平面进行投影，在各个平面形成的交点坐标集合为B_x0,B_x1,B_y0,B_y1,B_z0,B_z1.

步骤c、利用二维平面凸包确定的增量方法，确定二维平面上的最小凸包(以点集B_z1为例)，具体步骤如下：

(1)对于点集中的m个交点坐标b₁,b₂…b_m，计算m个点与x轴正方向的夹角；

(2)按照夹角从小到大依次排序，分别为b_i1,b_i2…b_im；

(3)判断各顶点的凹凸性，当各个顶点都为凸顶点时，则转至步骤7，否则转至步骤4；

(4)将各个凹顶点依次存储至集合G中，以第一个凹顶点为基点，由与其相邻的两个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合中移除；

(5)判断顶点集合中是否还存在顶点，若存在，则转至步骤6，否则转至步骤7；

(6)按照步骤2中排好的顺序，依次增加顶点，同时将其从顶点集合中移除，确定加入新的顶点后所形成的凸包，并判断其是否满足最小凸包条件(所有的顶点都构成凸包的顶点)，若满足最小凸包条件，则转至步骤5，否则转至步骤7；

(7)存储最小凸包，若顶点集合不存在顶点时，转至步骤8，否则以当前顶点为基点，由与其相邻的两个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合中移除，转至步骤5；

(8)判断最后一个最小凸包与第一个最小凸包能否进行整合成新的凸包，若能则将这两个凸包进行合并成新的最小凸包；

(9)输出各个最小凸包；

步骤d、根据步骤c输出的各个最小凸包，确定构成凸包顶点的力矩矢量，与力矩矢量相对应的推力器构成最优推力器列表中的一个组合，从而制定出推力器组合列表。

步骤二中提及利用法向量判定方法确定最优推力器组合，其具体过程为：

在三维控制指令空间中，每个最优推力器组合所管辖的区域，是一个由n个推力器力 矩矢量构成的无线延伸的棱锥(不考虑矢量长度，将其看成从原点出发的射线)，它有n个面，如本实例中最优推力器组合5由推力器1，推力器2，推力器3，推力器4组成，四个力矩矢量T₁、T₂、T₃和T₄围成的区域如图7所示，力矩矢量T₁和T₂、T₂和T₃、T₃和T₄、以及T₄和T₁，分别确定了四个平面。欲判定三维控制指令T_c所属的区域即是要判定T_c是否包含在某个组合所确定的棱锥的这三个面之内。这等价于如何判定一个矢量在平面的某一侧的问题。

如图8所示的由T₁和T₂确定的平面，其法向量为n＝T₁×T₂，对于空间的任意三维控制指令矢量T_c，可以计算出其与平面法向量的夹角θ余弦，通过余弦的正负性就能判断出矢量的位置，即

(1)当cosθ≥0，指令T_c在T₁和T₂确定的平面的上侧；

(2)当cosθ<0，指令T_c在T₁和T₂确定的平面的下侧；

这就是通过指令与平面法间量的点积来判断指令位于平面哪一侧的方法。应用该方法，即可得到最优查表法在线快速检索最优推力器组合的法向量判定法步骤如下:

步骤1、对于每个推力器组合，计算相邻两推力矢量所确定的n个平面的法向量(离线计算)；

步骤2、根据推力器组合中推力器力矩方向，确定其围成空间所在的象限；

步骤3、确定各象限所包含的推力器组合，并利用法向量的方向，列出控制指令T_c属于该区域的内部时所应满足的点积的正负条件；

步骤4、根据三维控制指令矢量T_c确定其在三维空间所在的象限；

步骤5、计算控制指令矢量T_c与所在象限内各平面法向量的点积；

步骤6、利用步骤3所确定的标准，快速判断出控制指令矢量T_c所属的组合区域；

在以上六个步骤中，前三个都是通过离线计算好预先存储在飞行器计算机中，属于离线预装定数据确定的内容，在实际应用时，只需要通过后三个步骤进行判断。

步骤四和步骤五是分别针对推力器控制模式，确定出与期望控制力矩最相近的分配方案。

下面给出一个具体实施例，参见图4所示，8个推力器固连于卫星上，与Z轴呈45°度角，而在XOY投影平面上，上面4个推力器以顺时针60°安装角进行安装，下面4个推力器以逆时针60°安装角进行安装，每个推力器的推力输出范围为[0,1]N，而每个方向的力臂也为1m。

步骤一提及根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表。首先根据推力器安装构型，可以确定推力器的力矩效率矩阵为

由控制效率矩阵，可以确定8个推力器产生的力矩在三维空间的分布如图5所示，然后将8个力矩矢量沿着平面X＝-1,X＝1,Y＝-1,Y＝1,Z＝-1,Z＝1六个平面进行投影，投影出的图像如图6所示，根据各投影面上的投影点坐标，利用二维平面凸包确定的增量方法，确定各个二维平面上的所有的凸包，在本实例中，每个平面上的点都是凸顶点，每个点集都只构成一个凸包，从而可以确定出最优推力器列表如表1所示：

表1 最优推力器组合表

步骤二中提及的预装定数据是指需要预先计算出来并存储在星载计算机中的数据。主要包括：(1)最优推力器组合表；(2)各推力器组合围成多锥形体的锥面法向量；(3)各象限中包含的推力器组合；(4)给出T_c属于各最优推力器组合围成区域的内部时所应满足的条件。其中推力器组合表由步骤一确定，结果如表1所示，而根据8个推力器产生的力矩在三维空间的分布(图5)可以确定各推力器组合围成多锥形体的锥面法向量，结果如表2所示，各象限中包含的推力器组合以及满足的逻辑条件如表3所示：

表2各推力器组合围成多锥形体的锥面法向量

锥面	法向量	锥面	法向量	锥面	法向量
						<T5,T6>	n1＝[-0.6124 -0.35360.7071]T	<T4,T3>	n5＝[-0.6124 0.3536 -0.7071]T	<T6,T4>	n9＝[-0.5774 0.5774 -0.5774]T
<T6,T7>	n2＝[0.3536 -0.61240.7071]T	<T1,T4>	n6＝[-0.3536 -0.6124 -0.7071]T	<T7,T1>	n10＝[-0.5774 -0.5774 -0.5774]T
						<T7,T8>	n3＝[0.6124 0.35360.7071]T	<T2,T1>	n7＝[0.6124 -0.3536 -0.7071]T	<T8,T2>	n11＝[0.5774 -0.5774 -0.5774]T
<T8,T5>	n4＝[-0.3536 0.61240.7071]T	<T3,T2>	n8＝[0.3536 0.6124 -0.7071]T	<T5,T3>	n12＝[0.5774 0.5774 -0.5774]T

表2中的<T_i,T_j>代表由第i个和第j个推力器的力矩矢量构成的锥面。表3给出了各象限中包含的推力器组合以及判断逻辑，表格中的(T_c,n_i)代表T_c与n_i的点积，而符号“&”代表逻辑与。

表3各象限中包含的推力器组合以及判断逻辑

表1，表2以及表3给出了所有的预装定数据，由预装定数据可知，在星载计算机中需要存储一个包含6个推力器组合的列表、12个锥面方向矢量以及24种逻辑组合。

步骤二中提及利用法向量判定方法确定最优推力器组合。不妨假设期望控制力矩为T_c＝[0.25 0.45 -0.6]，具体过程为

(1)由T_cx>0,T_cy>0,T_cz<0可以确定期望控制力矩在第5象限；

(2)计算期望控制力矩与该象限内锥面法向量的点积：(T_c,n₅)＝0.4303>0,(T_c,n₆)＝0.0603,(T_c,n₉)＝0.4619>0；

(3)根据表3给出的逻辑判断条件，可以确定该期望控制力矩对应的推力器组合为组合6由推力器1，推力器2，推力器3，以及推力器4组成。

步骤三是判断推力器工作模式，步骤四和步骤五是分别针对推力器控制模式，确定出与期望控制力矩最相近的分配方案。

当推力器是以连续控制量输出模式进行工作时，采用步骤四进行计算。首先可以确定组合5确定的控制效率子矩阵由A_i确定的伪逆矩阵从而基于伪逆法可以确定推力器的分配量为U_i＝A⁺T_c＝[1.0849 0.0906 0.0742 1.0685]^T，由计算结果可知推力器和推力器4的分配量都超过了其上限值，因此利用上限值对其进行修正，可以得到个推力器组合中各推力器最后的分配结果为U_i＝[1 0.0906 0.0742 1]^T，而其他非推力器组合中的推力器都为关的状态，故最终8个推力器的分配量为U＝[1 0.0906 0.0742 1 0 0 0 0]^T。

当推力器是以全开和全关控制模式进行工作时，采用步骤五进行计算。根据确定的最优组合6，由推力器1、推力器2、推力器3、以及推力器4组成，非组合中的推力器都处于关的状态，因此由选定组合中4个推力器所能构成的开关逻辑组合数为2⁴种，结果如 表4所示：

表4推力器组合中各推力器可能的开关逻辑

由表4可知只有推力器1和推力器4处于全开，而其他推力器都处于关的状态时，分配误差最小，因此8个推力器的开关状态最终分配结果为U＝[1 0 0 1 0 0 0 0]^T。

Claims (2)

1.一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤一、根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表；

步骤二、由期望控制力矩T_c，结合离线确定的预装定数据，利用法向量判定方法，确定最优推力器组合；

其中，预装定数据是指需要预先计算出来并存储在星载计算机中的数据；主要包括：(1)最优推力器组合表；(2)各推力器组合围成多锥形体的锥面法向量；(3)各象限中包含的推力器组合；(4)给出T_c属于各最优推力器组合围成区域的内部时所应满足的条件；

步骤三、根据推力器是否能够输出连续大小的推力，将推力器工作模式分为连续控制量输出模式以及离散开关控制模式，若为连续控制量输出模式，则转至步骤四，否则转至步骤五；

步骤四、推力器为连续控制量输出模式时，根据最优推力器组合所对应的控制效率矩阵A_i，利用伪逆法确定各推力器的分配量，若超出推力输出能力范围，则利用其上下限值进行修正；

步骤五、推力器为全开和全关控制模式时，确定推力器组合中推力器的数目为n,给出2ⁿ中可能的推力器开关状态组合，并计算2ⁿ种不同开关状态组合下，推力器所能产生的力矩T_i，选择出分配误差最小所对应的开关状态；

步骤一中基于凸包确定最优推力器组合表的具体步骤为：

步骤a、由推力器的安装构型，确定各推力器产生的力矩矢量集合为M；

步骤b、将力矩坐标矢量沿着与坐标轴平行的平面进行投影，确定各投影面上的交点坐标；

(1)判断n个矢量的坐标矢量是否存在坐标为0的情况，当存在坐标为零的情况时，对所有的坐标进行旋转变换直至不出现坐标为0的情况；

(2)按照X轴，Y轴以及Z轴的分量是否大于零将坐标分为6组，分别为C_x0,C_x1,C_y0,C_y1,C_z0,C_z1；

(3)将C_x0,C_x1,C_y0,C_y1,C_z0,C_z1中的矢量分别沿平面X＝-1,X＝1,Y＝-1,Y＝1,Z＝-1,Z＝1六个平面进行投影，在各个平面形成的交点坐标集合为B_x0,B_x1,B_y0,B_y1,B_z0,B_z1.

步骤c、利用二维平面凸包确定的增量方法，确定二维平面上的最小凸包；具体步骤如下：

(1)对于点集中的m个交点坐标b₁,b₂…b_m，计算m个点与x轴正方向的夹角；

(2)按照夹角从小到大依次排序，分别为b_i1,b_i2…b_im；

(3)判断各顶点的凹凸性，当各个顶点都为凸顶点时，则转至步骤7，否则转至步骤4；

(4)将各个凹顶点依次存储至集合G中，以第一个凹顶点为基点，由与其相邻的两个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合中移除；

(5)判断顶点集合中是否还存在顶点，若存在，则转至步骤6，否则转至步骤7；

(6)按照步骤2中排好的顺序，依次增加顶点，同时将其从顶点集合中移除，确定加入新的顶点后所形成的凸包，并判断其是否满足最小凸包条件：所有的顶点都构成凸包的顶点，若满足最小凸包条件，则转至步骤5，否则转至步骤7；

(7)存储最小凸包，若顶点集合不存在顶点时，转至步骤8，否则以当前顶点为基点，由与其相邻的两个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合中移除，转至步骤5；

(8)判断最后一个最小凸包与第一个最小凸包能否进行整合成新的凸包，若能则将这两个凸包进行合并成新的最小凸包；

(9)输出各个最小凸包；

步骤d、根据步骤c输出的各个最小凸包，确定构成凸包顶点的力矩矢量，与力矩矢量相对应的推力器构成最优推力器列表中的一个组合，从而制定出推力器组合列表。

2.根据权利要求1所述的一种基于凸包确定推力器列表的控制分配方法，其特征在于步骤二中提及利用法向量判定方法确定最优推力器组合，其具体步骤为：

步骤1、对于每个推力器组合，计算相邻两推力矢量所确定的n个平面的法向量；

步骤2、根据推力器组合中推力器力矩方向，确定其围成空间所在的象限；

步骤3、确定各象限所包含的推力器组合，并利用法向量的方向，列出控制指令T_c属于该区域的内部时所应满足的点积的正负条件；

步骤4、根据三维控制指令矢量T_c确定其在三维空间所在的象限；

步骤5、计算控制指令矢量T_c与所在象限内各平面法向量的点积；

步骤6、利用步骤3所确定的标准，快速判断出控制指令矢量T_c所属的组合区域。