[发明专利]可降低系统能耗的空间太阳辐射计太阳跟踪控制方法

说明书

可降低系统能耗的空间太阳辐射计太阳跟踪控制方法，属于太阳总辐射测量技术领域，为了解决现有空间太阳辐射计的太阳跟踪系统能耗较大的问题，启动空间太阳辐射计中的太阳跟踪系统，令太阳跟踪偏差小于预定阈值；启动空间太阳辐射计中各电替代自定标辐射计的太阳测量模式；在电替代自定标辐射计的时间段[t_n1,t_n2]中，按照较小的系统偏差要求进行太阳跟踪系统综合设计，令太阳跟踪偏差在零附近；在时间段[t_n2,t_n3]中，在系统非线性跟踪控制器综合设计中降低对太阳跟踪偏差的要求，调整系统的控制输出，逐渐停止精密太阳跟踪，维持太阳在跟踪系统的视场之内；在时间段[t_n3,t_n4]，太阳跟踪偏差的要求为仪器系统设计要求。

技术领域

本发明涉及太阳同步轨道航天器上太阳辐射计的太阳跟踪控制方法，属于太阳总辐射测量技术领域。

背景技术

研究全球气候变化需要一定时间长度的、连续的、高精度的太阳总辐射数据。太阳总辐照度数据是研究地球气候系统变化的一个重要气象观测资料。由于地面上测量受到地球轨道运动，地球大气层扰动、气溶胶、水汽、大气折反射等一系列因素的不利影响，很难在地面上获取连续的、高精度的太阳总辐射数据。空间太阳总辐射测量可以去除地球轨道运动、地球大气层等诸多因素的不利影响，为研究太阳输出能量的微小变化提供了可靠的科学依据，是建立连续、长期太阳总辐射数据库的重要途径。

根据太阳总辐射测量仪器的对日方式，空基太阳总辐射测量可以大致分为扫描测量、整星对日测量和仪器自主对日测量三种工作方式。仪器自主对日观测的方式具有对日跟踪精度高、灵活性高等诸多优势，受到了广泛关注。现有大多数航天器上太阳总辐射测量仪器的太阳跟踪控制借鉴了地面连续太阳跟踪的经验，采用了连续长时间精密跟踪太阳的方法。这种传统连续跟踪太阳的方法没有考虑到太阳总辐射测量仪器的工作特点，系统能量消耗大。

发明内容

本发明为了解决现有空间太阳辐射计的太阳跟踪系统连续、精密跟踪太阳，系统能耗较大的问题，提出了降低系统能耗的空间太阳辐射计的太阳跟踪控制方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

1、可降低系统能耗的空间太阳辐射计太阳跟踪控制方法，其特征是，其包括以下步骤：

步骤1，在太阳总辐射测量启动之前，启动空间太阳辐射计中的太阳跟踪系统，令太阳跟踪偏差小于预定阈值；

步骤2，太阳跟踪偏差小于预定阈值后，启动空间太阳辐射计中各电替代自定标辐射计的太阳测量模式；

步骤3，在电替代自定标辐射计的第n个接收光辐射阶段，即时间段[t_n1,t_n2]中，按照较小的系统偏差要求进行太阳跟踪系统综合设计，确保系统控制量可以完成精密太阳跟踪，令太阳跟踪偏差在零附近；

步骤4，在第n个电定标阶段的时间段[t_n2,t_n3]中，即电定标阶段开始后，在系统非线性跟踪控制器综合设计中降低对太阳跟踪偏差的要求，调整系统的控制输出，逐渐停止精密太阳跟踪，令系统进入粗略跟踪太阳的状态，维持太阳在跟踪系统的视场之内；

步骤5，在第n个电定标阶段的时间段[t_n3,t_n4]中，逐渐提高系统对太阳跟踪偏差的要求到仪器系统设计要求，增大系统的控制增益，降低太阳的跟踪偏差，令系统恢复到精密太阳跟踪的系统状态。