[发明专利]一种基于卫星天线驱动机构运动的高稳定度控制方法

说明书

一种基于卫星天线驱动机构运动的高稳定度控制方法，能够提高姿态控制过程中天线控制执行机构的执行能力，使天线运动轨迹平滑，降低了天线运动的干扰影响，解决的技术问题是利用该方法解决卫星天线运动对卫星本体的姿态干扰问题，与使用不平滑的规划结果仿真结果相比，有效地避免了控制过程中的角速度震荡，减小电机运动的影响，从而提高了姿态控制精度和控制过程的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种基于卫星天线驱动机构运动的高稳定度控制方法，属于卫星天线驱动控制领域。

背景技术

高稳定度成像卫星在轨运行过程中，通过数传天线向地面站传输成像数据、卫星遥测数据等等。通常遥感卫星对天线的控制方式为，由控制分系统计算出天线跟踪角度和角速度，发送至数传综合管理单元中伺服控制器模块，再由伺服控制器模块根据目标角度计算天线驱动轴的转动速度和转动方向。

控制分系统和数传综合管理单元的通讯周期为0.5s，数传天线每通讯周期接收一次来自控制分系统的天线指令角度数据，在收到指令角度后按照“一种根据角度偏差计算跟踪地面站角速度的控制方法”，直接计算出本通讯周期的平均跟踪角速度，在天线控制周期第一拍内驱动天线轴快速达到平均跟踪角速度。天线系统在按照上述方法控制过程中，天线的跟踪角速度、角加速度在每次收到指令后突变，产生的干扰力矩造成卫星稳定性降低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统天线控制方法中，天线的跟踪角速度、角加速度在每次收到指令后突变以造成的卫星稳定性下降的问题，提出了一种基于卫星天线驱动机构运动的高稳定度控制方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于卫星天线驱动机构运动的高稳定度控制方法，步骤如下：

(1)构造天线驱动函数矩阵方程；

(2)计算轨迹规划计算参数；

(3)于一个通讯周期内，根据卫星天线控制器的响应频率τHz，对卫星天线控制器的驱动电机进行分周期控制，计算卫星天线控制器的控制周期；

(4)根据步骤(2)所得轨迹规划计算参数，计算各卫星天线控制器的控制周期的驱动角度、角速度、角加速度；

(5)根据步骤(4)计算所得卫星天线控制器的驱动角度、角速度、角加速度数据对驱动电机进行控制。

所述天线驱动函数矩阵方程具体为：

式中，α_t为目标角度，α_pst为初始角度，ω_αt为目标角速度，ω_αpst为初始角速度，为上一周期角加速度，Λt为通讯周期，当前通讯周期角加速度为

所述轨迹规划计算参数parm_α具体为：

parm_α＝A^-1·B，为5x1阶列向量。

所述卫星天线控制器的控制周期为

式中，t_DTA为卫星天线控制器的控制周期。

所述各卫星天线控制器的控制周期的驱动角度α_DTA、角速度角加速度的计算方法如下：

式中，parm_α(i)，(i＝1～5)。为轨迹规划计算参数parm_α的各行参数。

本发明与现有技术相比的优点在于：