[发明专利]一种叠加型混合正弦机动路径规划方法

权利要求书

1.一种叠加型混合正弦机动路径规划方法，其特征在于：将卫星姿态机动的路径划分为时间为[t₀ t₁)的加速率缓慢递增段、时间为[t₁ t₂)的加速率快速递增段、时间为[t₂ t₃)的匀加速段、时间为[t₃ t₄)的加速率快速递减段、时间为[t₄ t₅)的加速率缓慢递减段、时间为[t₅ t₆)的匀速滑行段、时间为[t₆ t₇)的减速率缓慢递增段、时间为[t₇ t₈)的减速率快速递增段、时间为[t₈ t₉)的匀减速段、时间为[t₉ t₁₀)的减速率快速递减段、时间为[t₁₀t₁₁]的减速率缓慢递减段共11段，卫星顺序跟踪上述路径完成姿态机动，其中t₀为卫星机动开始时间，t₁₁为卫星机动结束时间，卫星姿态机动设置的最短机动时间T_min＝t₁₁-t₀，上述路径中卫星姿态角加速度a、姿态角速度ω及姿态角θ均通过正弦函数确定，其中：

所述姿态角加速度a，以及对应的姿态角速度ω和姿态角θ的确定方法如下：

(201)加速率缓慢递增段[t₀ t₁)，

其中a_smax为控制力矩陀螺确定的力矩变化时加速度数值过零时的最大机动角加速度，a_max为加速度数值不过零时的最大机动角加速度，T₁为加速率缓慢递增时间对应的正弦函数的周期，t_s为控制力矩陀螺过零持续时间；

(202)加速率快速递增段[t₁ t₂)，

其中a^*＝(a_max-a_smax)，T为控制力矩陀螺过零后的动态响应带宽约束的加速率快速递增段对应的正弦函数的周期，其中T₁取值同加速率缓慢递增段；

(203)匀加速段[t₂ t₃)，

a＝a_max，

其中T₁及T的取值同加速率快速递增段；

(204)加速率快速递减段[t₃ t₄)，

其中ΔT为匀加速段时间，T₁及T的取值同加速率快速递增段，ΔT取初值，计算公式如下：

(205)加速率缓慢递减段[t₄ t₅)，

其中T₁、T、ΔT的取值同加速率快速递减段；

(206)匀速滑行段[t₅ t₆)，

a＝0，

本段匀速滑行时间为Δt，ω_max为控制力矩陀螺角动量容量和敏感器量程确定的最大机动受限角速度，其中：

(i)若T+T₁+2ΔT≥T_min，可进一步根据需要机动的角度θ_d确定Δt，其中：

如果按照计算得到的Δt0，则令Δt＝0，更新ΔT，

(ii)若按照初始值计算得到的T₁+T+2ΔT+ΔtT_min，则更新T＝T_min-T₁，更新最大角加速度为ΔT＝0，Δt＝0；

(207)减速率缓慢递增段[t₆ t₇)，

其中T₁、T、ΔT、Δt的取值同匀速滑行段；

(208)减速率快速递增段[t₇ t₈)，

其中

其中T₁、T、ΔT、Δt的取值同减速率缓慢递增段；

(209)匀减速段[t₈ t₉)，

a＝-a_max，

其中T₁、T、ΔT、Δt的取值同减速率缓慢递增段；

(210)减速率快速递减段[t₉ t₁₀)，

其中T₁、T、ΔT、Δt的取值同减速率缓慢递增段；

(211)减速率缓慢递减段[t₁₀ t₁₁]，

其中T₁、T、ΔT、Δt的取值同减速率缓慢递增段；

所述11段路径时长满足t₃＝t₂+ΔT，t₆＝t₅+Δt，t₉＝t₈+ΔT，其中T₁＝4t_s。