[发明专利]一种卫星姿态机动路径规划的参数设计方法

说明书

本发明公开了一种卫星姿态机动路径规划的参数设计方法，包含：S1，确定卫星机动轴转动惯量I_g，卫星的执行机构在机动轴最大输出角动量H_max，所述的执行机构最大输出力矩T_max，以及执行机构的机动角度φ；S2，预设一过渡段时间上限值τ_a和过渡段时间下限值τ_b，并根据所述的I_g、H_max、T_max和φ，求取最大角速度a、最大角速度ω_max和过渡时间τ。

技术领域

本发明涉及卫星姿态控制技术，特别涉及一种卫星姿态机动路径规划的参数设计方法。

背景技术

卫星姿态机动的方法分为开环机动和闭环机动。开环机动对模型的确定性要求较高，一般只用于单轴机动；闭环机动可分为阶跃指令模式和路径规划模式，阶跃指令模式往往会有超调，路径规划模式则可以减小超调，且机动过程平缓可靠。最常规的机动路径是基于bang-bang控制的时间最优路径(简称BCB路径)，但是跟踪BCB路径容易激起挠性附件大幅度振动，影响稳定时间。

为此，不少学者进行了可抑制挠性振动的平滑路径规划方法研究，本人于2014年8月于《上海航天》发表文章《基于路径规划和输入成型的挠性航天器振动控制方法》中提出一种余弦过渡角加速度路径规划方法，但文中未对其参数设计方法进行详细描述。

发明内容

本发明的目的是提供一种卫星姿态机动路径规划的参数设计方法，可以星上自主计算或者地面设计得到路径规划所需的参数，设计方法通用性强。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种卫星姿态机动路径规划的参数设计方法，其特点是，包含：

S1，确定卫星机动轴转动惯量I_g，卫星的执行机构在机动轴最大输出角动量H_max，所述的执行机构最大输出力矩T_max，以及执行机构的机动角度φ；

S2，预设一过渡段时间上限值τ_a和过渡段时间下限值τ_b，并根据所述的I_g、H_max、T_max和φ，求取最大角速度a、最大角速度ω_max和过渡时间τ。

所述的步骤S2具体为：

S2.1，计算最大角速度暂定值a'和最大角速度暂定值ω_max'：

a'＝T_max/I_g，ω_max'＝H_max/I_g；

S2.2，判断φ是否大于则执行步骤S2.3；若否，则执行步骤S2.4；

S2.3，若则a＝a'＝T_max/I_g，ω_max＝ω_max'＝H_max/I_g，τ＝τ_a；

若则a＝a'＝T_max/I_g，ω_max＝ω_max'＝H_max/I_g，

若则τ＝τ_b；

S2.4，若则a＝a'＝T_max/I_g，τ＝τ_a；

若则a＝a'＝T_max/I_g，