[发明专利]一种采用位置速度双回路的卫星控制方法

权利要求书

1.一种采用位置速度双回路的卫星控制方法，其特征在于，包含：

S1，位置回路控制器基于星敏感器的角位置信息输出位置回路角速度指令；

S2，速度回路控制器对陀螺组合的角度增量进行积分，并对角度增量积分和位置回路角速度指令积分之和作为速度回路输入指令进行控制；

S3，速度回路控制器根据所述的速度回路输入指令输出控制力矩；

S4，根据所述的控制力矩输出飞轮转速指令；

所述的步骤S3具体为：

卫星滚动、俯仰方向和偏航方向的控制力矩满足如下公式：

其中：

K_Px、K_Ix是滚动方向比例-积分控制参数；

K_Py、K_Iy是俯仰方向比例-积分控制参数；

K_Pz、K_Iz是偏航方向比例-积分控制参数；

表示滚动方向速度回路输入指令；

θ_{com_y}表示俯仰方向速度回路输入指令；

ψ_{com_z}表示偏航方向速度回路输入指令；

T_s表示系统控制周期；

所述的步骤S1具体包含：

位置回路控制器输出滚动轴、俯仰轴、偏航轴角速度指令，其满足如下关系式：

其中：

K_kx、K_kxint是滚动方向比例-积分控制参数；

K_ky、K_kyint是俯仰方向比例-积分控制参数；

K_kz、K_kzint是偏航方向比例-积分控制参数；

是星敏感器测量得到的滚动角；

是星敏感器测量得到的俯仰角；

是星敏感器测量得到的偏航角；

T_s是系统控制周期；

ω₀是轨道角速度；

所述的步骤S2具体包含：

S2.1，陀螺组合角度增量积分计算：

其中：

ΔG_x(j)表示滚动方向第j个控制周期内陀螺组合输出的角度增量；

ΔG_y(j)表示俯仰方向第j个控制周期内陀螺组合输出的角度增量；

ΔG_z(j)表示偏航方向第j个控制周期内陀螺组合输出的角度增量；

G_x(k)表示滚动方向前k个控制周期内角度增量的积分；

G_y(k)表示俯仰方向前k个控制周期内角度增量的积分；

G_z(k)表示偏航方向前k个控制周期内角度增量的积分；

S2.2，分别计算滚动、俯仰和偏航方向速度回路输入指令，满足如下关系式：

其中，

表示滚动方向速度回路输入指令；

θ_{com_y}表示俯仰方向速度回路输入指令；

ψ_{com_z}表示偏航方向速度回路输入指令。

2.如权利要求1所述的采用位置速度双回路的卫星控制方法，其特征在于，所述的步骤S1中还需要对积分器进行限幅处理，满足如下关系式：

3.如权利要求1所述的采用位置速度双回路的卫星控制方法，其特征在于，所述的步骤S4具体包含：

S4.1，分别计算滚动、俯仰和偏航方向角动量指令，满足如下公式：

H_cx(k)＝b_xT_cx(k)+a_xH_cx(k-1)

H_cy(k)＝b_yT_cy(k)+a_yH_cy(k-1)

H_cz(k)＝b_zT_cz(k)+a_zH_cz(k-1)

其中：

H_cx(k)是滚动方向第k个控制角动量指令；

H_cy(k)是俯仰方向第k个控制角动量指令；

H_cz(k)是偏航方向第k个控制角动量指令；

H_cx(k-1)是滚动方向第k-1个控制角动量指令；

H_cy(k-1)是俯仰方向第k-1个控制角动量指令；

H_cz(k-1)是偏航方向第k-1个控制角动量指令；

K_Dx、K_Dy、K_Dz是系统速度回路的惯性时间参数；

T_s表示控制周期，且

S4.2，将H_cx(k)、H_cy(k)、H_cz(k)按照飞轮的转速分配矩阵F转换成相应的转速ω_c(k)发送给飞轮：

其中，飞轮转速分配矩阵F与飞轮的构型和在卫星上安装方式有关。