一種利用衛(wèi)星慣量積特性進(jìn)行主動(dòng)章動(dòng)阻尼的控制方法，包括以下步驟：S1、估算衛(wèi)星的章動(dòng)頻率ω_n；S2、根據(jù)所述章動(dòng)頻率ω_n，確定章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)G_n(s)；S3、根據(jù)滾動(dòng)角測(cè)量值φ_m和章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)G_n(s)確定章動(dòng)阻尼力矩T_cyn；S4、根據(jù)章動(dòng)阻尼力矩T_cyn和俯仰角測(cè)量值θ_m計(jì)算疊加力矩T_cy；S5、將疊加力矩T_cy作用于俯仰通道，并利用俯仰通道和滾轉(zhuǎn)通道的耦合慣量積來(lái)抑制滾轉(zhuǎn)通道的章動(dòng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用衛(wèi)星慣量積特性進(jìn)行主動(dòng)章動(dòng)阻尼的控制方法。

背景技術(shù)

偏置動(dòng)量三軸穩(wěn)定衛(wèi)星由于抵抗外干擾能力強(qiáng)而被廣泛應(yīng)用。章動(dòng)特性也是偏置動(dòng)量衛(wèi)星受干擾后的固有運(yùn)動(dòng)特性，必須進(jìn)行有效阻尼才能保證衛(wèi)星具有較高的姿態(tài)穩(wěn)定精度。

某些衛(wèi)星由于星上布局或構(gòu)型限制，質(zhì)量特性不可能做到完全對(duì)稱(chēng)，具有一定的慣量積，慣量積反映了某兩軸之間的力學(xué)耦合特性，例如Ixy≠0表示衛(wèi)星的滾動(dòng)(X)軸和俯仰(Y)軸具有耦合特性，對(duì)俯仰軸施加控制力矩，通過(guò)慣量積的耦合，此控制力矩除對(duì)俯仰軸本身產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)效果外，還對(duì)滾動(dòng)軸產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)影響。由于偏置動(dòng)量衛(wèi)星的滾動(dòng)和偏航通道也具有耦合特性，因此，實(shí)際上通過(guò)慣量積對(duì)滾動(dòng)軸的影響也就對(duì)滾動(dòng)-偏航平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：

利用各軸之間的耦合特性，通過(guò)計(jì)算俯仰軸的控制律，可實(shí)現(xiàn)俯仰軸上偏置動(dòng)量輪控制俯仰姿態(tài)，同時(shí)可主動(dòng)抑制反映在滾動(dòng)-偏航平面內(nèi)的章動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種利用衛(wèi)星慣量積特性進(jìn)行主動(dòng)章動(dòng)阻尼的控制方法，包括以下步驟：

S1、估算衛(wèi)星的滾轉(zhuǎn)通道的章動(dòng)頻率ω_n；

S2、根據(jù)所述章動(dòng)頻率ω_n，確定章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)G_n(s)；

S3、根據(jù)滾動(dòng)角測(cè)量值φ_m和章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)G_n(s)確定章動(dòng)阻尼力矩T_cyn；

S4、根據(jù)章動(dòng)阻尼力矩T_cyn和俯仰角測(cè)量值θ_m計(jì)算疊加力矩T_cy；

S5、將疊加力矩T_cy作用于俯仰通道，并利用俯仰通道和滾轉(zhuǎn)通道的耦合慣量積來(lái)抑制滾轉(zhuǎn)通道的章動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟S1中，通過(guò)關(guān)系式來(lái)估算衛(wèi)星的滾轉(zhuǎn)通道的章動(dòng)頻率ω_n，其中，h_B是衛(wèi)星的俯仰軸偏置角動(dòng)量，I_x是衛(wèi)星的滾動(dòng)軸慣量，I_z是衛(wèi)星偏航軸慣量。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟S2中，確定章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)G_n(s)包括以下步驟：

(1)根據(jù)關(guān)系式1/τ₁<ω_n<1/τ₂確定兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率1/τ₁和1/τ₂，其中，1/τ₁為0.5ω_n，1/τ₂＝1.5ω_n；

(2)利用兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率1/τ₁和1/τ₂，確定章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)其中，K_n是章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的增益，s是章動(dòng)阻尼網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的變量。