[发明专利]卫星动量轮在轨姿态无偏差起旋和消旋的控制方法

权利要求书

1.卫星动量轮在轨姿态无偏差起旋和消旋的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、遥控注数设置卫星最终需要的目标角动量；

B、管理飞轮的动量，控制所述卫星在期望中心转速范围内工作，当设置了起旋和消旋指令和俯仰轴目标转速后，增加至磁卸载目标角动量；

C、根据磁卸载力矩和俯仰轴干扰补偿力矩，计算磁前馈力矩

D、将卫星控制器计算的输出力矩磁前馈力矩常规的解耦力矩和干扰补偿力矩合成得到三轴指令力矩控制周期内积分得到三轴卫星的指令角动量，根据卫星的安装矩阵计算得到正在使用的卫星的指令转速；

步骤C中所述磁前馈力矩的计算公式为：

其中，T_dyconst为俯仰轴常值干扰力矩，根据卫星在轨实际需要进行补偿；

所述磁卸载力矩的计算公式为：

其中，为磁场强度在卫星本体的分量，k_x,k_y,k_z为卸载系数，为三轴卸载的角动量，正常情况下当软件判断处于偏置动量轮起旋模式时，自主将卸载角动量调整为

其中，h_QX＝JΩ₀为卫星俯仰轴希望达到的目标角动量；

三轴指令角动量

其中，为切换到起/消旋控制时三轴角动量；

将需要增加或消除的偏置角动量合成在所述磁卸载力矩中，通过磁控力矩作用在星体上。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤A中所述目标角动量包括起旋时的俯仰轴偏置转速和/或角动量。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤A中所述目标角动量包括消旋时的0转速和/或零动量。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤A中所述卫星目标角动量为一次性设置。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：步骤D中所述三轴指令力矩的计算公式为：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：所述输出力矩的计算公式为：

其中，K_Pi、K_Ii和K_Di(i＝x,y,z)为控制器参数，θ_c、ψ_c为控制用姿态角，ω_ox、ω_oy、ω_oz为根据惯性系角速度测量值、轨道及姿态角解算的星体轨道系角速度。