[发明专利]用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法及系统

权利要求书

1.一种用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法，其特征在于，包括：

确定需要磁力矩器输出的控制力矩；

根据地磁场和所述控制力矩，利用伪逆分配律计算第一控制磁矩；

根据地磁场和所述控制力矩，利用奇异点优化修正分配律计算第二控制磁矩；

计算利用伪逆分配律得到的所述第一控制磁矩所对应的第一力矩输出误差，以及利用奇异点优化修正分配律得到的所述第二控制磁矩所对应的第二力矩输出误差；

根据所述第一力矩输出误差和所述第二力矩输出误差的大小关系，确定输出磁矩，其中，当所述第一力矩输出误差小于或等于所述第二力矩输出误差时，采用所述第一控制磁矩作为输出磁矩，当所述第一力矩输出误差大于所述第二力矩输出误差时，采用所述第二控制磁矩作为输出磁矩。

2.根据权利要求1所述的用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法，其特征在于，所述根据地磁场和所述控制力矩，利用伪逆分配律计算第一控制磁矩，包括：

根据地磁场和所述控制力矩，利用以下公式计算所述第一控制磁矩；

其中，M_PM表示第一控制磁矩，||B||表示地磁场强度模值，b_m2表示地磁场强度矢量中间计算矩阵，表示需要磁力矩器输出的控制力矩。

3.根据权利要求1所述的用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法，其特征在于，所述根据地磁场和所述控制力矩，利用奇异点优化修正分配律计算第二控制磁矩，包括：

对地磁场强度矢量中间计算矩阵b_m2做奇异值分解运算，确定所述矩阵对应的奇异值；

根据所述奇异值，计算奇异点优化修正分配律的调整参数；

根据所述奇异值和所述调整参数，利用奇异点优化修正分配律计算所述第二控制磁矩。

4.根据权利要求3所述的用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法，其特征在于，利用以下公式对地磁场强度矢量中间计算矩阵做奇异值分解运算；

其中，b_m2表示地磁场强度矢量中间计算矩阵，U和V均为酉矩阵，Λ＝[S0]，S＝diag(σ₁,σ₂)，表示实数集，diag()表示对角矩阵，σ_i表示b_m2的第i个奇异值，σ₁≥σ₂≥0，u_i和v_i分别表示U和V的第i列，i＝1,2。

5.根据权利要求4所述的用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法，其特征在于，利用以下公式计算奇异点优化修正分配律的调整参数；

其中，K表示调整参数，κ₁和κ₂表示选取的修正参数。

6.根据权利要求5所述的用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法，其特征在于，修正参数κ₁和κ₂满足以下约束方程：

其中，M_max表示姿态控制系统磁力矩器最大有效输出磁矩，||B||表示地磁场模值，表示控制力矩上限，ε表示非奇异状态控制磁矩输出精度的小量。

7.根据权利要求5或6所述的用于单飞轮航天器的磁力矩器磁矩分配方法，其特征在于，根据所述奇异值和所述调整参数，利用奇异点优化修正分配律计算所述第二控制磁矩，包括：

根据所述地磁场强度矢量中间计算矩阵对应的奇异值和所述奇异点优化修正分配律的调整参数，利用以下公式计算所述第二控制磁矩；

其中，M_SOC表示第二控制磁矩，||B||表示地磁场模值，表示需要磁力矩器输出的控制力矩。