[发明专利]一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法

权利要求书

1.一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，其特征在于步骤如下：

1)计算4个推力器在航天器本体上的安装配置矩阵A，所述安装配置矩阵A为3×4矩阵；

2)根据期望姿态与实际测量姿态的偏差由PD控制律，计算得到需要的控制冲量H_r；

3)建立推力器开机时间T，记T＝[T₁,T₂,T₃,T₄]^T，与控制冲量H_r的关系式如下：H_r＝AT；

4)利用矩阵伪逆可解方法，求解H_r＝AT的伪逆通解；

5)利用零空间概念，得到推力器开机时间T的特解；

6)选取使得T≥0且|T|最小即燃料消耗最小的解；

7)采用开机时长比例缩放技术，对推力器开机时间T进行如下处理

其中，τ_control为控制系统采样周期，max(T)＝max(T₁,T₂,T₃,T₄)表示列矩阵T的最大值，T_f为4个推力器最终指令开机时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，其特征在于：所述步骤2)中控制冲量H_r的具体计算方法为：

其中，θ_r，为三轴期望姿态及期望姿态角速度，θ，为实际测量三轴姿态角及姿态角速度，k_p，k_d为PD控制参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，其特征在于：所述步骤4)求解H_r＝AT的伪逆通解具体计算方法为：

其中，A^-1表示安装配置矩阵A的伪逆，T^*表示T的一般解，t_γ表示T的特解。

4.根据权利要求1所述的一种基于伪逆可解的最小配置姿控推力器指令分配方法，其特征在于：所述步骤5)推力器开机时间T的特解为

t_γ＝(I_4×4-A^-1A)Y_4×1

其中，Y_4×1为任意值，I为单位阵。