[发明专利]双超卫星平台单个磁浮机构故障的判别和补偿方法

说明书

本发明涉及航天卫星技术领域的双超卫星平台单个磁浮机构故障的判别和补偿方法，包括如下步骤：步骤1，建立双超卫星平台磁浮机构输出力与控制力和控制力矩的对应关系的数学模型，写出分配矩阵P；步骤2，分析单个磁浮机构故障时对两舱间位置控制力和姿态控制力矩的影响；步骤3，根据故障发生部位，建立补偿对策。本发明的双超卫星平台单个磁浮机构故障的判别和补偿方法，解决了双超平台故障下的控制问题，提高可靠性，能够指导双超卫星的优化设计。

技术领域

本发明涉及航天卫星技术领域，具体涉及一种双超卫星平台单个磁浮机构故障的判别和补偿方法。

背景技术

卫星平台(satellite platform)由卫星服务(保障)系统组成、可以支持一种或几种有效载荷的组合体。卫星平台实际上就是除了有效载荷或有效载荷舱以外卫星的其余部分。卫星平台可以由卫星服务(保障)系统组合成一个或几个舱段，例如服务舱、推进舱和返回舱。

从已研制成功的卫星分析，卫星平台不论安装什么有效载荷，其基本功能是一致的，只是具体的技术性能会有所差别。根据这一特点，世界上许多国家在卫星研制中，都采取卫星公用平台的设计思路，使卫星平台具有通用性，在一定范围内适应不同有效载荷的要求。也就是说，装载不同的有效载荷，卫星平台只做少量适应性修改即可。采用这种公用平台的设计方法，可以缩短卫星研制周期，节省研制经费，提高卫星可靠性。

按照传统载荷与卫星平台固连的设计方法，载荷指向与稳定度依靠卫星平台控制系统实现，但由于卫星平台高频微振动不可避免，且控制系统产品带宽、精度等能力有限，使得微振动“难测、难控”的技术瓶颈很难突破。针对这个问题设计的双超卫星(“超精超稳”卫星)通过非接触磁浮机构实现两舱的动静隔离，物理上直接消除平台舱高频微振动对载荷舱的不利影响。

双超卫星平台对控制系统的可靠性和安全性提出了极高的要求，然而其关键部件磁浮机构基于电磁原理设计，具有高精密的特点，一旦发生故障，会极大地影响在轨任务，因此需要对故障情况进行分析，设计补偿方案，从而保障平台安全运行。

经对现有技术的检索，中国发明专利201710349721.7，发明名称为卫星非接触磁浮机构电流补偿控制方法，该专利披露了如下技术内容：包括如下步骤：第一步，将非接触磁浮机构的永磁体之间的空间进行细分选取采样点，并对采样点进行空间坐标定义；第二步，对采样点处的磁场强度进行测量并记录；第三步，对各个采样点磁场强度信息进行处理，得到不同坐标点位置电流的需补偿系数；第四步，在进行输出力控制时，实时测得线圈中心点所处位置；第五步，在进行输出力控制时，电流输出量根据线圈中心点所处位置和补偿系数进行补偿。该专利申请虽然实现卫星姿态指向精度优于5×10^-4度、姿态稳定度优于5×10^-6度/秒的超高精度，实现了载荷姿态的完全可测可控，但是该申请并不能对双超卫星的单个磁浮机构的故障情况进行判断和补偿，无法增强了对故障的处理能力，卫星在轨性能不能得到保障。

因此，有必要设计一种能够对双超卫星的单个磁浮机构的故障情况进行判断和补偿，增强对故障的处理能力，并且能够保障卫星在轨性能的双超卫星平台单个磁浮机构故障的判别和补偿方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种双超卫星平台单个磁浮机构故障的判别和补偿方法，本发明能够对双超卫星的单个磁浮机构的故障情况进行判断和补偿，增强对故障的处理能力，并且能够保障卫星在轨性能。

本发明涉及一种双超卫星平台单个磁浮机构故障的判别和补偿方法，包括如下步骤：

步骤1，建立双超卫星平台磁浮机构输出力与控制力和控制力矩的对应关系的数学模型，写出分配矩阵P；

步骤2，分析单个磁浮机构故障时对两舱间位置控制力和姿态控制力矩的影响；

步骤3，根据故障发生部位，建立补偿对策。