[发明专利]卫星复合编队方法

权利要求书

1.一种卫星复合编队方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、卫星本体与载荷之间通过八个分离式电磁力作动器相连接；第一分离式电磁力作动器(10)-第四分离式电磁力作动器(13)对称安装于卫星载荷的底平面，与卫星本体上平面相连，第一分离式电磁力作动器(10)-第四分离式电磁力作动器(13)的两端分别通过螺栓与卫星载荷和卫星本体连接；卫星载荷的左右边界分别设计第一安装基座(8)和第二安装基座(9)，第一安装基座(8)和第二安装基座(9)与卫星本体的上平面固连，用于安装第五分离式电磁力作动器(14)-第八分离式电磁力作动器(17)，第五分离式电磁力作动器(14)-第八分离式电磁力作动器(17)的安装关于yz平面和xz平面对称，第五分离式电磁力作动器(14)-第八分离式电磁力作动器(17)的两端分别通过螺栓与卫星载荷和卫星本体连接；

步骤二、在粗编队时，分离式电磁力作动器锁死或通过主动控制使各作动器支杆长度不变，卫星本体与载荷之间看做固定连接，以相对于中心卫星编队的主从式编队卫星姿轨控制问题，建立系统的相对运动模型，通过测量编队卫星之间的相对姿态和相对位置，利用微推力器对其姿态和轨道进行调整，实现卫星的第一级粗编队控制；

假设编队飞行各卫星在地球中心引力场中运动，且中心卫星为圆形轨道，不考虑轨道摄动因素的影响，采用Hill方程得到编队卫星的相对运动模型：

其中，ω为参考卫星的平均轨道角速度，x,y,z分别为编队卫星在相对运动坐标系中的位置分量；

根据上述运动模型对编队卫星相对于中心卫星的相对运动进行控制，实现卫星粗编队；

步骤三、在卫星粗编队精度满足载荷工作域要求时，分离式电磁力作动器开始工作，分离式电磁力作动器解锁或不再通过控制保持各作动器支杆长度，卫星本体与载荷由连接状态转换为分离状态，隔离卫星本体微振动扰动的影响，实现载荷的超静超稳，为第二级高精度编队做准备；通过测量得到卫星粗编队后的相对运动偏差，将其传递给载荷进行补偿，载荷的高精编队通过分离式电磁力作动器实现，通过不同位置作动器之间的配合使用对载荷进行六自由度驱动；

分离式电磁力作动器选用音圈作动器，音圈作动器通过在线圈中通入直流电流实现力的输出，通过作用在载荷不同位置的输出力，根据步骤一中作动器的结构布局方式，得到各个自由度的控制力和控制力矩；

分离式音圈作动器输出力大小与电流的关系由下式给出

F＝δBLi

其中，δ为导体线圈中的感性系数，B表示均匀磁场强度，L为导体线圈的有效长度，i表示导体线圈中的电流；通过控制输入电流的大小和方向改变输出力的大小和方向；

通过第一分离式电磁力作动器(10)-第四分离式电磁力作动器(13)的配合使用，实现载荷绕x、y轴的转动和沿z方向的直线运动，通过第五分离式电磁力作动器(14)-第八分离式电磁力作动器(17)的配合使用，实现载荷绕z轴的转动和沿x、y方向的直线运动，从而对载荷进行六自由度高精度控制，实现高精复合编队。

2.根据权利要求1所述的卫星复合编队方法，其特征在于：所述第一安装基座(8)和第二安装基座(9)是三棱柱型。