基于零运动的控制力矩陀螺框架角速度控制量的确定方法
【专利摘要】基于零运动的控制力矩陀螺框架角速度控制量的确定方法，针对控制力矩陀螺群的控制问题，首先测量当前的框架角位置，并与标称框架角进行比较以求得两者偏差，根据偏差设计回标称框架角的低速框架指令。然后将得到的回标称框架角控制指令投影到控制力矩陀螺框架运动的零空间。最后，通过与传统的基于Jcobian矩阵求解低速框架角速度指令的方法及奇异规避的方法相结合，得到最终的控制力矩陀螺框架角速度的控制量。本发明方法能够保证在不对星体姿态产生影响的条件下，使得控制力矩陀螺顺利回归框架标称位置，从而使得控制力矩陀螺保持良好的构型，非常适合于有外扰作用或多轴大角度机动卫星的控制系统。
【专利说明】基于零运动的控制力矩陀螺框架角速度控制量的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航天器制导、导航与控制领域，涉及一种控制力矩陀螺的控制方法。
【背景技术】
[0002]具有快速机动需求的卫星一般采用控制力矩陀螺(CMG)群作为执行机构，使其具有滚动轴和俯仰轴多轴快速姿态机动的能力。由于执行机构中工作的控制力矩陀螺数量通常大于3个，因此对于执行机构，其在零动量下具有无穷多个框架角位置解。但在这些框架角位置下，CMG输出的合力矩特性是不同的。为了实现包括奇异规避的良好力矩输出要求，通常期望卫星在姿态稳定时低速框架角要保持在给定的标称值附近。
[0003]现有CMG在低转速下的控制方法，缺乏回归标称位置的控制策略。因此，当卫星存在外扰作用，或经历姿态机动使低速框架大角度运动后，在星体姿态稳定后的低速框架角位置往往保持在新的平衡位置，无法再回到原有设计的标称位置。
【发明内容】
[0004]本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供了一种基于零运动的确定CMG回归标称位置的框架角速度控制量获取方法，避免外扰作用下或大角度机动后低速框架角偏离标称位置而保持在其他平衡位置，确保CMG具有良好的构型。
[0005]本发明的技术解决方案是:基于零运动的控制力矩陀螺框架角速度控制量的确定方法，包括如下步骤:
[0006](I)测量得到控制力矩陀螺的实时框架角δ ；
[0007](2)计算得到控制力矩陀螺的实时框架角δ与框架角标称值δ ^之间的误差Λ δ
=δ ο" δ ；
[0008](3)采用公式
【权利要求】
1. 基于零运动的控制力矩陀螺框架角速度控制量的确定方法，其特征在于包括如下步骤: (1)测量得到控制力矩陀螺的实时框架角S; (2)计算得到控制力矩陀螺的实时框架角δ与框架角标称值Sci之间的误差Λδ =δ0-δ ; (3)采用公式4
【文档编号】G05D1/08GK103941741SQ201410174771
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2014年4月28日
【发明者】雷拥军, 王淑一, 宗红, 李明群, 田科丰, 姚宁, 朱琦, 刘洁, 李晶心, 何海锋, 曹荣向 申请人:北京控制工程研究所