[发明专利]一种有利于抑制液体晃动的推力器安装布局方法

权利要求书

1.一种有利于抑制液体晃动的推力器安装布局方法，其特征在于，包含以下步骤:

S1、对充液卫星的姿态进行动力学建模，利用等效单摆模型来分析储箱内液体燃料的小幅晃动对卫星姿态的影响；建立的动力学模型为：

式中，J_s为整星相对质心的转动惯量；

m_s为整星的质量；

m_i为第i个等效单摆的质量；

l_i为第i个等效单摆的摆长；

为第i个储箱坐标系原点在卫星本体坐标系中的位置矢量；

为第i个等效单摆平衡位置在储箱坐标系中的位置矢量；

为第i个等效单摆的摆点离开平衡位置的位置矢量；

为单摆摆动方向；

为整星的平动加速度；

为整星的角加速度；

g为变轨发动机产生的卫星平动加速度的大小；

α_i为第i个等效单摆的摆角；

为第i个等效单摆的摆角加速度；

为除发动机作用外，整星的所受到的外力；

为除发动机作用外，整星的所受到的外力矩；

S2、根据S1建立的动力学建模，小幅晃动条件下，忽略等效单摆运动对卫星偏航姿态的耦合影响，对姿控系统进行三轴独立分析和设计，具体包含以下步骤：

S21、对滚动姿态回路进行分析，忽略二阶小量，动力学方程式简化为：

式中，L_iz为第i个等效单摆的质点在卫星本体坐标系下的z向位置坐标；可通过计算得到；

S22、小角度下以控制力矩T_x为输入，姿态角为输出，对S21的结果进行拉普拉斯变换，得出滚动回路传递函数表达式

S23、考虑孤立的液体晃动振型零极点的情形，可计算出零点频率ω_z、极点频率ω_p分别满足以下关系：

S24、根据S23的结果，可得滚动姿态控制回路发生零极点倒置的条件为：

S25、重复S21～S25，得到俯仰控制回路发生零极点倒置的条件为：

S3、根据S2的结果，代入实际参数，计算出各推力器布局位置及推力大小。