CN114019794B - 一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法 - Google Patents
一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114019794B CN114019794B CN202111175987.7A CN202111175987A CN114019794B CN 114019794 B CN114019794 B CN 114019794B CN 202111175987 A CN202111175987 A CN 202111175987A CN 114019794 B CN114019794 B CN 114019794B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angular momentum
- axis
- unloading
- electric
- dhe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
- G05B13/042—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a parameter or coefficient is automatically adjusted to optimise the performance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明涉及一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,步骤包括:(1)在启用电推分时卸载功能时,将本体系三轴需卸载角动量历史记录值和轨位记录姿态转换矩阵进行初始化;(2)本体系目标角动量计算:将目标角动量从轨道系或惯性系转到本体系;(3)滤波计算本体系角动量偏差;(4)确定整轨角动量偏差最大值及相应轨位;(5)计算电推卸载目标角动量;(6)电推卸载弧段完成后处理。本发明通过整轨角动量超差统计算法以及位保弧段固定轨位的目标卸载角动量算法,确保经过完整一轨的电推角动量管理,卸载环境干扰力矩引起的角动量累积量,同时避免受到电推分时分弧段卸载带来的波动量影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,属于航天器姿态轨道控制技术领域。
背景技术
卫星进入同步轨道正常工作模式后,使用电推进完成位置保持兼角动量卸载任务,即要求卫星在进行电推进位置保持的同时,通过调节电推力器的矢量调节机构转角,使得推力方向略微偏离质心来产生控制力矩,从而实现角动量卸载效果。
由于化学推力器配置数目和位置的灵活性,轨控推力器和姿控推力器往往解耦,用于角动量卸载的姿控推力器可在角动量超过设定阈值时随时进行脉冲式喷气卸载,但使用电推进卸载的卫星受到推力器的配置约束,角动量卸载与位置保持控制之间存在耦合,需要在固定位保弧段通过调节推力方向偏离质心来实现位保点火的同时达到角动量卸载的目标。
根据电推位保策略,北侧两台推力器和南侧两台推力器在间隔180度的轨位分两批次依次点火。由于单台电推力器的指向调节仅具备两个自由度,要达到三轴卸载力矩,需要两台对角的电推力器在间隔180度的轨位上,分两批次合成效果实现角动量卸载。因此,角动量卸载不能通过实时与阈值比对和脉冲式卸载完成,而需要在间隔180度的两个位保弧段对应的固定轨位,按照规划好的目标卸载角动量,分批次完成角动量卸载。
因此,对于使用电推进在位置保持的同时完成角动量卸载的卫星,星上角动量管理的方式与传统的使用化学推进卸载的卫星存在明显区别,需要设计有针对性的角动量估计和管理方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,通过整轨角动量超差统计算法以及位保弧段固定轨位的目标卸载角动量算法,确保经过完整一轨的电推角动量管理,卸载环境干扰力矩引起的角动量累积量,同时避免受到电推分时分弧段卸载带来的波动量影响。
本发明解决技术的方案是:
一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,步骤包括:
(1)在启用电推分时卸载功能时,将本体系三轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]、dHE[2]和轨位记录姿态转换矩阵CbiM[0]、CbiM[1]、CbiM[2]进行初始化,即对于i=0,1,2:
dHE[i]=0
CbiM[i]=I
其中I为3×3的单位阵;
(2)本体系目标角动量计算:将目标角动量从轨道系或惯性系转到本体系;
(3)滤波计算本体系角动量偏差;
(4)确定整轨角动量偏差最大值及相应轨位;
(5)计算电推卸载目标角动量;
(6)电推卸载弧段完成后处理:
当本圈次电推位保兼卸载点火完毕后,将本体系三轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]、dHE[2]和轨位记录姿态转换矩阵CbiM[0]、CbiM[1]、CbiM[2]重新初始化,即对于i=0,1,2:
dHE[i]=0
CbiM[i]=I。
进一步的,步骤(2)中,当目标角动量设定在轨道系时,首先将其转换到本体系的实时目标角动量,即
其中Hxto、Hyto、Hzto分别为轨道系X轴、Y轴、Z轴的目标角动量,Cbo为轨道系到本体系的姿态转换矩阵,Hxtb、Hytb、Hztb分别为本体系X轴、Y轴、Z轴的目标角动量。
进一步的,步骤(2)中,当目标角动量设定在惯性系时,首先将其转换到本体系的实时目标角动量,即
其中Hxti、Hyti、Hzti分别为惯性系X轴、Y轴、Z轴的目标角动量,Coi为惯性系到轨道系的姿态转换矩阵。
进一步的,步骤(3)中,通过滤波计算当前星体角动量估计值
Hxb=(1-K)×Hxb+K×tmpHxb
Hyb=(1-K)×Hyb+K×tmpHyb
Hzb=(1-K)×Hzb+K×tmpHzb
其中tmpHxb、tmpHyb、tmpHzb分别为根据瞬时星体X轴、Y轴、Z轴角速度计算的星体X轴、Y轴、Z轴瞬时角动量,Hxb、Hyb、Hzb分别为星体X轴、Y轴、Z轴的角动量估计值,K为星体角动量估计的滤波系数,则整星角动量合成为
其中Hxw、Hyw、Hzw分别为动量轮在星体X轴、Y轴、Z轴的合成角动量,Hx、Hy、Hz为整星本体系X轴、Y轴、Z轴当前角动量。
进一步的,进一步可实时计算本体系X轴、Y轴、Z轴当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[0]、dH[1]、dH[2],即
dH[0]=Hx-Hxtb
dH[1]=Hy-Hytb
dH[2]=Hz-Hztb。
进一步的,步骤(4)中,设定电推卸载的本体系三轴角动量上限阈值分别为dHH[0]、dHH[1]、dHH[2];设定电推卸载的本体系三轴角动量下限阈值分别为dHL[0]、dHL[1]、dHL[2],对于i=0,1,2:
如果dH[i]>dHH[i],则当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]等于本体系当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[i]超出电推卸载角动量上限阈值dHH[i]的差值,即
dHt[i]=dH[i]-dHH[i]
当瞬时需卸载角动量dHt[i]大于需卸载角动量历史记录值dHE[i],则用当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]刷新需卸载角动量历史记录值,并将当前时刻惯性系到本体系的姿态转换矩阵Cbi赋值给轨位记录姿态转换矩阵,即
dHE[i]=dHt[i]
CbiM[i]=Cbi
如果dH[i]<dHL[i],则当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]等于本体系当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[i]超出电推卸载角动量下限阈值dHL[i]的差值,即
dHt[i]=dH[i]-dHL[i]
当瞬时需卸载角动量dHt[i]小于需卸载角动量历史记录值dHE[i],则用当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]刷新需卸载角动量历史记录值,并将当前时刻惯性系到本体系的姿态转换矩阵Cbi赋值给轨位记录姿态转换矩阵,即
dHE[i]=dHt[i]
CbiM[i]=Cbi。
进一步的,步骤(5)中,在执行电推位保控制之前,将X轴、Y轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]分别赋值给电推卸载角动量Mx、My,即Mx=dHE[0]
My=dHE[1]
如果Mx≠0,则直接取Mz=0,如果Mx=0,则将Z轴需卸载角动量历史记录值dHE[2]赋值给电推卸载角动量Mz,即
Mz=dHE[2]。
进一步的,将卸载量由超差时刻的本体系,统一转到惯性系后累加,即
其中,Mxi、Myi、Mzi为电推位保同时调节推力方向偏离质心完成的卸载角动量,通过将Mxi、Myi、Mzi转换到与电推力器执行力矩计算统一的坐标系,可最终获得电推力器矢量调节机构用于卸载的目标转角。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)现有技术主要针对角动量实时状态进行卸载控制,并未考虑电推分时卸载的整轨角动量管理问题,由于电推力器配置数目较少,星上角动量卸载并非独立进行控制,而是采用同一组推力器完成卫星的位置保持和动量轮卸载,提高推力器的利用效率,即需要在进行位置保持控制点火的同时,通过略微偏转推力器的角度产生额外的力矩,实现角动量的卸载;因此角动量卸载不是在超差时刻即时执行,本发明根据电推位保策略在电推位保弧段固定轨位计算目标卸载角动量,并设计避免电推卸载影响的整轨角动量超差统计算法。适用于电推分时卸载中两点火弧段合成的卸载策略,通过累积角动量管理剔除角动量暂态的波动,避免电推卸载波动值;
(2)本发明根据环境干扰力矩拟合曲线,设定电推卸载阈值,将环境干扰力矩峰-峰值之差包含在卸载正负阈值范围内,从而仅卸载环境干扰力矩积累角动量的累积值,实时计算超过电推卸载阈值的角动量误差,并遍历角动量误差最大值及相应轨位,即角动量误差最大值发生时刻对应的惯性系到本体系的姿态关系,从而避免轨道陀螺罗盘效应导致轨道系XOZ平面内角动量重复卸载;
(3)本发明方法的有效性和正确性已获得在轨飞行验证,利用电推位保点火弧段进行电推分时卸载可减少角动量卸载的化学推进燃料消耗,另一方面可避免正常模式喷气卸载带来的姿态和位置扰动,为导航卫星和高稳定度遥感卫星提供新的效能更高的角动量管理方式;随着越来越多的卫星开始使用电推进系统补充和代替化学推进系统进行姿轨控制,对本发明的需求和应用将有更加广阔的前景。
附图说明
图1为本发明方法流程图;
图2为本发明包含电推分时卸载的整星角动量波动曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,如图1所示,步骤如下:
(1)在启用电推分时卸载功能时,将本体系三轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]、dHE[2]和轨位记录姿态转换矩阵CbiM[0]、CbiM[1]、CbiM[2]进行初始化,即对于i=0,1,2:
dHE[i]=0
CbiM[i]=I
其中I为3×3的单位阵。
(2)本体系目标角动量计算:将目标角动量从轨道系或惯性系转到本体系。
当目标角动量设定在轨道系时,首先将其转换到本体系的实时目标角动量,即
其中Hxto、Hyto、Hzto分别为轨道系X轴、Y轴、Z轴的目标角动量,Cbo为轨道系到本体系的姿态转换矩阵,Hxtb、Hytb、Hztb分别为本体系X轴、Y轴、Z轴的目标角动量。
当目标角动量设定在惯性系时,首先将其转换到本体系的实时目标角动量,即
其中Hxti、Hyti、Hzti分别为惯性系X轴、Y轴、Z轴的目标角动量,Coi为惯性系到轨道系的姿态转换矩阵。
不失一般性,取用目前三轴主动姿态控制中最常用的轨道系整星零动量方案,即,将目标角动量设定在轨道系,Hxto、Hyto、Hzto均取为0。忽略姿态控制误差的情况下,Cbo接近于单位阵,则Hxtb、Hytb、Hztb均在0值附近。
(3)滤波计算本体系角动量偏差
考虑星体角速度噪声等影响,通过滤波计算当前星体角动量估计值。
Hxb=(1-K)×Hxb+K×tmpHxb
Hyb=(1-K)×Hyb+K×tmpHyb
Hzb=(1-K)×Hzb+K×tmpHzb
其中tmpHxb、tmpHyb、tmpHzb分别为根据瞬时星体X轴、Y轴、Z轴角速度计算的星体X轴、Y轴、Z轴瞬时角动量,Hxb、Hyb、Hzb分别为星体X轴、Y轴、Z轴的角动量估计值,K为星体角动量估计的滤波系数,一般可取0.9左右。对于非姿态机动状态的卫星而言,星体姿态角速度平稳,星体角动量很小,本例中暂时忽略。则整星角动量合成为
其中Hxw、Hyw、Hzw分别角动量交换装置(一般为动量轮)在星体X轴、Y轴、Z轴的合成角动量,Hx、Hy、Hz为整星本体系X轴、Y轴、Z轴当前角动量。按上述,忽略星体角动量,则整星角动量主要是动量轮角动量,设置初始时刻t=0s时,动量轮在本体系三轴合成角动量分别为[5.376;-13.084;7.665]Nms,则初始时刻整星本体系角动量为
进一步可实时计算本体系X轴、Y轴、Z轴当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[0]、dH[1]、dH[2],即
dH[0]=Hx-Hxtb
dH[1]=Hy-Hytb
dH[2]=Hz-Hztb
初始时刻本体系X轴、Y轴、Z轴当前角动量与本体系目标角动量的偏差为
dH[0]=Hx-Hxtb=5.376
dH[1]=Hy-Hytb=-13.084
dH[2]=Hz-Hztb=7.665
(4)整轨角动量偏差最大值及相应轨位计算
设定电推卸载的本体系三轴角动量上限阈值分别为dHH[0]=3、dHH[1]=5、dHH[2]=5;设定电推卸载的本体系三轴角动量下限阈值分别为dHL[0]=-3、dHL[1]=-5、dHL[2]=-5,对于i=0,1,2:
如果dH[i]>dHH[i],则当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]等于本体系当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[i]超出电推卸载角动量上限阈值dHH[i]的差值,即
dHt[i]=dH[i]-dHH[i]
当瞬时需卸载角动量dHt[i]大于需卸载角动量历史记录值dHE[i],则用当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]刷新需卸载角动量历史记录值,并将当前时刻惯性系到本体系的姿态转换矩阵Cbi赋值给轨位记录姿态转换矩阵,即
dHE[i]=dHt[i]
CbiM[i]=Cbi
如果dH[i]<dHL[i],则当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]等于本体系当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[i]超出电推卸载角动量下限阈值dHL[i]的差值,即
dHt[i]=dH[i]-dHL[i]
当瞬时需卸载角动量dHt[i]小于需卸载角动量历史记录值dHE[i],则用当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]刷新需卸载角动量历史记录值,并将当前时刻惯性系到本体系的姿态转换矩阵Cbi赋值给轨位记录姿态转换矩阵,即
dHE[i]=dHt[i]
CbiM[i]=Cbi
本实施例中卫星运行于地球静止轨道,角动量波动考虑地球静止轨道的环境干扰特性,电推卸载计算时刻取在10338s,则根据步骤(3)中提到的初始角动量设置,按照步骤(4)的方法可计算得到截至电推卸载计算时刻角动量偏差最大值及相应轨位如下:
X轴角动量偏差最大值发生在t=10330s,对应X轴角动量为9.298Nms,扣除X轴角动量上限阈值dHH[0]=3后,需卸载角动量历史记录值dHE[0]=6.298Nms,对应轨位记录姿态转换矩阵为
CbiM[0]=[0.607166-0.794574-0.001199;
-0.006533-0.003483-0.999973;
0.7945480.607157-0.007306]
Y轴角动量偏差最大值发生在t=10289s,对应Y轴角动量为-14.598Nms,扣除Z轴角动量下限阈值dHL[1]=-5后,需卸载角动量历史记录值dHE[1]=-9.598Nms,对应轨位记录姿态转换矩阵为
CbiM[1]=[0.604786-0.796387-0.001189;
-0.006542-0.003476-0.999973;
0.7963610.604777-0.007312]
Z轴角动量偏差最大值发生在t=156s,对应Z轴角动量为7.667Nms,扣除Z轴角动量上限阈值dHH[2]=5后,需卸载角动量历史记录值dHE[2]=2.667Nms,需卸载角动量历史记录值dHE[2]=2.667Nms,对应轨位记录姿态转换矩阵为
CbiM[2]=[-0.090733-0.995875-0.000106;
-0.0085450.000885-0.999963;
0.995839-0.090729-0.008590]
(5)电推卸载目标角动量计算
在执行电推位保控制之前,将X轴、Y轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]分别赋值给电推卸载角动量Mx、My,即
Mx=dHE[0]=6.298Nms
My=dHE[1]=-9.598Nms
考虑轨道罗盘效应,为避免轨道系XOZ平面内重复卸载,如果Mx≠0,则直接取Mz=0,如果Mx=0,则将Z轴需卸载角动量历史记录值dHE[2]赋值给电推卸载角动量Mz,即
Mz=dHE[2]
本实施例中Mx≠0,因此取Mz=0。
将卸载量由超差时刻的本体系,统一转到惯性系后累加,即
则Mxi、Myi、Mzi为电推位保同时调节推力方向偏离质心完成的卸载角动量,通过将Mxi、Myi、Mzi转换到与电推力器执行力矩计算统一的坐标系,可最终获得电推力器矢量调节机构用于卸载的目标转角。
(6)电推卸载弧段完成后处理
当本圈次电推位保兼卸载点火完毕后,将本体系三轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]、dHE[2]和轨位记录姿态转换矩阵CbiM[0]、CbiM[1]、CbiM[2]重新初始化,即对于i=0,1,2:
dHE[i]=0
CbiM[i]=I
整星角动量在一个轨道周期内的波动曲线如图2所示,其中电推卸载点火弧段分别处于t=13200-18000s和t=38000-42800s。可见,本实施例中本体系角动量偏差计算、角动量偏差最大值及相应轨位计算、电推卸载目标角动量计算等结果正确,通过两个点火弧段的卸载,整星角动量波动收敛,本发明涉及的一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法正确、有效。
综上,本发明涉及的一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,涉及考虑电推卸载影响的整轨角动量超差统计算法,可联合位保策略在位保弧段固定轨位计算目标卸载角动量,能够准确卸载环境干扰力矩等引起的角动量累积量,同时避免受到电推分时分弧段卸载带来的波动量影响。该方法可优化在轨角动量卸载的燃料消耗,提升电推进轨道和姿态联合控制的在轨应用效能,具有高度的工程实用价值和市场竞争力。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,其特征在于,步骤包括:
(1)在启用电推分时卸载功能时,将本体系三轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]、dHE[2]和轨位记录姿态转换矩阵CbiM[0]、CbiM[1]、CbiM[2]进行初始化,即对于i=0,1,2:
dHE[i]=0
CbiM[i]=I
其中I为3×3的单位阵;
(2)本体系目标角动量计算:将目标角动量从轨道系或惯性系转到本体系;
(3)滤波计算本体系角动量偏差;
(4)确定整轨角动量偏差最大值及相应轨位;
(5)计算电推卸载目标角动量;
(6)电推卸载弧段完成后处理:
当本圈次电推位保兼卸载点火完毕后,将本体系三轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]、dHE[2]和轨位记录姿态转换矩阵CbiM[0]、CbiM[1]、CbiM[2]重新初始化,即对于i=0,1,2:
dHE[i]=0
CbiM[i]=I;
步骤(4)中,设定电推卸载的本体系三轴角动量上限阈值分别为dHH[0]、dHH[1]、dHH[2];设定电推卸载的本体系三轴角动量下限阈值分别为dHL[0]、dHL[1]、dHL[2],对于i=0,1,2:
如果dH[i]>dHH[i],则当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]等于本体系当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[i]超出电推卸载角动量上限阈值dHH[i]的差值,即
dHt[i]=dH[i]-dHH[i]
当瞬时需卸载角动量dHt[i]大于需卸载角动量历史记录值dHE[i],则用当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]刷新需卸载角动量历史记录值,并将当前时刻惯性系到本体系的姿态转换矩阵Cbi赋值给轨位记录姿态转换矩阵,即
dHE[i]=dHt[i]
CbiM[i]=Cbi
如果dH[i]<dHL[i],则当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]等于本体系当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[i]超出电推卸载角动量下限阈值dHL[i]的差值,即
dHt[i]=dH[i]-dHL[i]
当瞬时需卸载角动量dHt[i]小于需卸载角动量历史记录值dHE[i],则用当前时刻瞬时需卸载角动量dHt[i]刷新需卸载角动量历史记录值,并将当前时刻惯性系到本体系的姿态转换矩阵Cbi赋值给轨位记录姿态转换矩阵,即
dHE[i]=dHt[i]
CbiM[i]=Cbi;
步骤(5)中,在执行电推位保控制之前,将X轴、Y轴需卸载角动量历史记录值dHE[0]、dHE[1]分别赋值给电推卸载角动量Mx、My,即
Mx=dHE[0]
My=dHE[1]
如果Mx≠0,则直接取Mz=0,如果Mx=0,则将Z轴需卸载角动量历史记录值dHE[2]赋值给电推卸载角动量Mz,即
Mz=dHE[2];
将卸载量由超差时刻的本体系,统一转到惯性系后累加,即
其中,Mxi、Myi、Mzi为电推位保同时调节推力方向偏离质心完成的卸载角动量,通过将Mxi、Myi、Mzi转换到与电推力器执行力矩计算统一的坐标系,可最终获得电推力器矢量调节机构用于卸载的目标转角。
4.根据权利要求1所述的一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,其特征在于,步骤(3)中,通过滤波计算当前星体角动量估计值Hxb=(1-K)×Hxb+K×tmpHxb
Hyb=(1-K)×Hyb+K×tmpHyb
Hzb=(1-K)×Hzb+K×tmpHzb
其中tmpHxb、tmpHyb、tmpHzb分别为根据瞬时星体X轴、Y轴、Z轴角速度计算的星体X轴、Y轴、Z轴瞬时角动量,Hxb、Hyb、Hzb分别为星体X轴、Y轴、Z轴的角动量估计值,K为星体角动量估计的滤波系数,则整星角动量合成为
其中Hxw、Hyw、Hzw分别为动量轮在星体X轴、Y轴、Z轴的合成角动量,Hx、Hy、Hz为整星本体系X轴、Y轴、Z轴当前角动量。
5.根据权利要求4所述的一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法,其特征在于,进一步可实时计算本体系X轴、Y轴、Z轴当前角动量与本体系目标角动量的偏差dH[0]、dH[1]、dH[2],即
dH[0]=Hx-Hxtb
dH[1]=Hy-Hytb
dH[2]=Hz-Hztb;
其中,Hxtb、Hytb、Hztb分别为本体系X轴、Y轴、Z轴的目标角动量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111175987.7A CN114019794B (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111175987.7A CN114019794B (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114019794A CN114019794A (zh) | 2022-02-08 |
CN114019794B true CN114019794B (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=80055667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111175987.7A Active CN114019794B (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114019794B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115626304A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-01-20 | 上海航天控制技术研究所 | 一种地球同步轨道卫星三轴角动量卸载方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0937644A2 (en) * | 1998-02-23 | 1999-08-25 | Space Systems/Loral, Inc. | Space craft axis stabilizer apparatus, system and method |
CN105373133A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-02 | 中国空间技术研究院 | 一种同步轨道电推进位置保持与角动量卸载联合控制方法 |
CN106394935A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-15 | 北京控制工程研究所 | 一种考虑推力器弧段损失的电推进角动量卸载方法 |
CN108516106A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-11 | 中国空间技术研究院 | 一种全电推进卫星变轨过程角动量卸载方法及系统 |
CN110127088A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-16 | 北京控制工程研究所 | 一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法 |
-
2021
- 2021-10-09 CN CN202111175987.7A patent/CN114019794B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0937644A2 (en) * | 1998-02-23 | 1999-08-25 | Space Systems/Loral, Inc. | Space craft axis stabilizer apparatus, system and method |
CN105373133A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-02 | 中国空间技术研究院 | 一种同步轨道电推进位置保持与角动量卸载联合控制方法 |
CN106394935A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-02-15 | 北京控制工程研究所 | 一种考虑推力器弧段损失的电推进角动量卸载方法 |
CN108516106A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-09-11 | 中国空间技术研究院 | 一种全电推进卫星变轨过程角动量卸载方法及系统 |
CN110127088A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-16 | 北京控制工程研究所 | 一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
电推进卫星角动量卸载研究;马雪等;《中国空间科学技术》;20160225;第36卷(第01期);第70-76页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114019794A (zh) | 2022-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109823571B (zh) | 一种遥感微纳卫星的多阶段姿态控制方法 | |
US5984236A (en) | Momentum unloading using gimbaled thrusters | |
CN104527994B (zh) | 异面交叉快变轨道固定时间稳定姿态指向跟踪控制方法 | |
US8113468B2 (en) | Precision attitude control system for gimbaled thruster | |
CN108516106B (zh) | 一种全电推进卫星变轨过程角动量卸载方法及系统 | |
US20080315039A1 (en) | System and methods for space vehicle torque balancing | |
US9428285B2 (en) | System and method for managing momentum accumulation | |
US5459669A (en) | Control system and method for spacecraft attitude control | |
CN109911249B (zh) | 低推重比飞行器的星际转移有限推力入轨迭代制导方法 | |
JPH04231296A (ja) | モーメントバイアスされた宇宙船用の姿勢制御システム | |
CN112572835B (zh) | 一种具有姿态切换的卫星在轨角动量管理及控制方法 | |
CN111605737B (zh) | 一种航天器三超控制多级协同规划与敏捷机动方法 | |
CN110884691B (zh) | 整星下冗余动量轮组转速闭环控制极性测试方法 | |
CN114019794B (zh) | 一种固定轨位电推分时卸载的整轨角动量估计和管理方法 | |
CN114889849A (zh) | 一种航天器多约束飞越最优速度的估计方法 | |
CN117022679A (zh) | 一种卫星的姿态控制方法、装置及卫星 | |
CN110032203B (zh) | 一种集群多星单目标凝视姿态协同控制方法及系统 | |
CN111026154A (zh) | 一种航天器编队防避撞六自由度协同控制方法 | |
CN110955255B (zh) | 基于cmg的高精度轨控姿态维持方法、系统及介质 | |
CN106020224B (zh) | 一种考虑质心位置不确定性的上面级矢量推力控制方法 | |
CN108891625B (zh) | 固体微推进器阵列与磁力矩器联合控制方法 | |
Yang et al. | Non-singular terminal sliding mode control for fast circumnavigate mission centered on non-cooperative spacecraft | |
CN115113638A (zh) | 一种燃料最优主动漂移三维成像轨道控制方法 | |
CN109032158A (zh) | 一种直线规划的头对日—尾对日交替连续偏航姿态控制方法 | |
CN115743620B (zh) | 一种空间飞行器角动量偏置的高动态姿态跟踪控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |