[发明专利]一种纳卫星磁力矩器空间温度补偿姿态控制方法

摘要

本发明公开了一种纳卫星磁力矩器空间温度补偿姿态控制方法，具体包括以下步骤，步骤一、分别建立本体系和轨道坐标系；步骤二、在消旋过程中，获取纳卫星姿态参数和磁力矩器参数，并建立基于温度补偿的消旋控制律；步骤三、在捕获过程中，获取纳卫星参数、磁力矩器参数且通过进行优化处理，建立基于温度补偿的姿态捕获控制律；步骤四、通过基于温度补偿的消旋控制律和基于温度补偿的姿态捕获控制律对磁力矩器进行控制，以控制卫星姿态；通过采用温度补偿的方法来提高卫星姿态控制的精度，缩短控制周期，验证了其有效性，使该方法相对于无温控纳星系统具有良好的工程应用前景，对于低成本微小卫星研制提供了开阔思路。

主权项

1.一种纳卫星磁力矩器空间温度补偿姿态控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤一、分别建立本体系和轨道坐标系；步骤二、在消旋过程中，获取纳卫星姿态参数和磁力矩器参数，并通过获取的纳卫星姿态参数和磁力矩器参数建立基于温度补偿的消旋控制律；步骤二通过以下方法具体实现：步骤2.1、在消旋过程时，通过陀螺仪测得本体系相对于轨道坐标系的三轴角速度在本体系下的实时投影为其中，为本体系内x轴方向上的角速度，为本体系内的y轴方向上的角速度，为本体系内z轴方向上的角速度；步骤2.2、通过磁强计测得纳卫星在本体系内的三轴磁场强度其中，为纳卫星在本体系内x轴方向上的磁场强度，为纳卫星在本体系内的y轴方向上的磁场强度，为纳卫星在本体系内的z轴方向上的磁场强度；步骤2.3、将步骤2.1中得到的本体系相对于轨道坐标系的三轴角速度在本体系下的实时投影、步骤2.2中得到的三轴磁场强度并结合测得的磁力矩器实时电流，在B‑dot算法的基础上，建立基于温度补偿的消旋控制律：其中，M¹为磁力矩器理论输出的消旋磁矩，K为正定增益矩阵，为本体系中的磁场变化率，K_t为正定温度增益矩阵，I(T)为本体系中磁力矩器的三轴电流，N为磁力矩器线圈的匝数，A为由磁力矩器各个线圈形成的形状的平均面积；步骤三、在捕获过程中，获取纳卫星参数、磁力矩器参数且通过进行优化处理，建立基于温度补偿的姿态捕获控制律；步骤四、通过步骤二建立的基于温度补偿的消旋控制律和步骤三建立的基于温度补偿的姿态捕获控制律对磁力矩器进行控制，以控制卫星姿态。