[发明专利]避免进入自旋状态的微纳卫星磁阻尼控制方法

权利要求书

1.一种避免进入自旋状态的微纳卫星磁阻尼方法，其特征在于，在采用Bdot磁阻尼方法进行卫星角速度阻尼控制的同时，监测卫星是否进入旋转方向接近地磁场方向的自旋状态并设置磁矩指令方向近似垂直于自旋轴方向以增加垂直地磁场方向的控制力矩，当卫星逃离自旋状态时切换回Bdot磁阻尼方法；

所述的监测是指：对磁强计测量得到的地磁场强度方向、各方向地磁场强度变化率进行判断，具体步骤包括：

第一步，采用Bdot磁阻尼方法进行卫星角速度阻尼控制，具体为：

1.1)计算卫星本体系下地磁场强度矢量B_b＝A_s2bB_s＝[b_x b_y b_z]，其中：B_s为磁强计测量得到的三轴地磁场强度矢量，单位为Gs；A_s2b为磁强计测量坐标系至卫星本体坐标系转换矩阵，该矩阵由磁强计在卫星本体安装方位决定；

1.2)计算卫星本体坐标系下地磁场强度变化率其中：B_{b_k}为当前拍本体系下地磁场强度矢量，B_{b_k-1}为前一拍本体系下地磁场强度矢量，Δt为采样时间间隔；

1.3)计算磁力矩器指令磁矩其中：k为磁力矩器最大磁矩，sign()为符号函数，实现卫星角速度阻尼控制；

第二步：对磁强计测量得到的地磁场强度方向、各方向地磁场强度变化率进行判断，当各方向地磁场强度变化率均小于阈值、且地磁场强度最大值方向与转动惯量最大值方向重合时，判定卫星进入了旋转方向接近地磁场方向的自旋状态，否则回到第一步；

第三步，判断卫星进入自旋状态后，令磁矩指令方向近似垂直于自旋轴方向，以增加垂直地磁场方向的控制力矩，控制卫星逃离自旋状态：设置指令磁矩：其中：b_min＝min(abs(B_b))，即令指令磁矩方向沿本体下地磁场强度最小方向，从而保证磁矩方向垂直于自旋轴方向，由于此时地磁场强度方向接近自旋轴方向，磁矩与磁场叉乘得到的力矩方向将近似垂直自旋轴方向，从而逃离绕最大惯量轴的自旋状态；

第四步，当各方向地磁场强度变化率大于阈值或地磁场强度最大值小于阈值时，切换回Bdot磁阻尼方法并回到第一步从而保证卫星逃离自旋状态并逐步实现角速度阻尼控制。

2.根据权利要求1所述的避免进入自旋状态的微纳卫星磁阻尼方法，其特征是，所述的第二步具体为：同时满足即各方向地磁场强度变化率均小于阈值的同时，各方向地磁场强度最大值b_max位于卫星最大转动惯量主轴方向，可判定卫星进入了旋转方向接近地磁场方向的自旋状态，其中：I_i表示卫星X、Y、Z三个主轴转动惯量I_x、I_y或I_z，b_max＝max(abs(B_b))为本体坐标系下各方向地磁场强度绝对值的最大值；为本体坐标系下各方向地磁场强度变化率绝对值的最大值。