一种姿态控制推力器的控制方法与流程

本发明涉及卫星制导、导航与控制技术，具体地说涉及一种姿态控制推力器的控制方法。

背景技术：

由于卫星承载的功能越来越多，其结构也越来越加负载。所以带来的推力器布局限制，卫星上三个轴方向的姿态控制推力器不能够全部独立。经常出现推力器复用现象，即两个方向控制都需要某推力器。通常，现在的解决方案是采用一定的策略分时复用，即当同一时刻只进行单方向的控制。这种方案会削弱姿态的控制能力和时效性，当卫星收到干扰力矩较小时，此方案是完全可行的；当卫星持续收到大干扰力矩时，比如轨控推力器工作时，分时复用会使卫星挠性抖动剧烈，姿态控制精度较差，进而影响到轨控的效率和精度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种姿态控制推力器的控制方法，通过脉冲处理保证复用推力器的两轴同时进行控制，提高姿态控制的抗干扰能力。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种姿态控制推力器的控制方法，其包括如下步骤：

步骤一、星上控制软件根据姿态控制算法，解算得到xyz三个方向的脉冲

宽度T_{onx_mid}，T_{ony_mid}，T_{onz_mid}；

步骤二、星上控制软件对复用推力器的两轴计算脉冲宽度进行限幅处理：

x方向的处理为

其中，T_{on_min}为推力器最小工作脉宽，T_{on_max}为推力器最大工作脉宽；

y、z方向的处理为

对y、z方向进行限幅处理：

如果|To_ny__mid2|+|To_nz__mid2|≥To_n__max

则进行等比缩减

否则

步骤三、星上控制软件将限幅后的脉冲宽度叠加发送给复用推力器：

T_onx≥0时，向推力器ZK6输出脉宽abs(T_onx)；

T_onx<0时，向推力器ZK5输出脉宽abs(T_onx)；

T_ony≥0且T_onz≥0时，向推力器ZK2输出脉宽abs(T_onz)，向推力器ZK3输出脉宽abs(T_ony)+abs(T_onz)，向推力器ZK4输出脉宽abs(T_ony)；

T_ony≥0且T_onz<0时，向推力器ZK1输出脉宽abs(T_onz)，向推力器ZK3输出脉宽abs(T_ony)，向推力器ZK4输出abs(T_ony)+abs(T_onz)；

T_ony<0且T_onz≥0时，向推力器ZK1输出脉宽abs(T_ony)，向推力器ZK2输出脉宽abs(T_ony)+abs(T_onz)，向推力器ZK3输出脉宽abs(T_onz)；

T_ony<0且T_onz<0时，向推力器ZK1输出脉宽abs(T_ony)+abs(T_onz)，向推力器ZK2输出脉宽abs(T_ony)，向推力器ZK4输出脉宽abs(T_onz)。

本发明通过对两轴控制复用的推力器脉宽进行等比叠加，实现同时进行两轴控制。与现有技术相比，其优点和有益效果是：本发明可以保证复用推力器的两轴同时进行控制，提高姿态控制的抗干扰能力。

附图说明

图1是推力器的布局简图。

图2是本发明所述姿态控制推力器的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明方法的步骤作进一步说明。

如图1所示，是推力器ZK1～ZK6的布局简图。如图2所示，本发明的姿态控制推力器的控制方法，包括以下步骤：

步骤一、星上控制软件根据姿态控制算法解算三个方向的脉冲宽度；

步骤二、星上控制软件对需复用推力器的两轴，计算脉冲宽度并进行限幅处理；

步骤三、星上控制软件将限幅后的脉冲宽度叠加发送给复用的推力器。

1)根据姿态控制算法解算三个方向的脉冲宽度

三个方向的脉冲宽度为：T_{oni_mid}

其中，i＝x,y,z，对应为T_{onx_mid}，T_{ony_mid}，T_{onz_mid}。

2)复用推力器的两轴计算脉冲宽度进行限幅处理

X方向处理如下

其中，T_{on_min}为推力器最小工作脉宽，T_{on_max}为推力器最大工作脉宽；算式sign(T_{onx_mid})T_{on_max}，指返回T_{onx_mid}的符号，为正时取1，为零时取0，为负时取-1，并与T_{on_max}相乘。

Y、Z方向处理如下：

其中，i＝y,z，对应为T_{ony_mid2}、T_{onz_mid2}。

对Y、Z方向进行限幅处理：

如果|T_{ony_mid2}|+|T_{onz_mid2}|≥T_{on_max}

则进行等比缩减

否则

3)将限幅后的脉冲宽度叠加发送给复用推力器，按照如下表格进行。其中，abs指返回绝对值的运算。

表1推力器最终输出脉宽逻辑表

综上所述，本发明通过脉冲处理保证复用推力器的两轴同时进行控制，提高了姿态控制能力和时效性，进而改善了在大干扰力矩下姿态控制精度。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。