关状态或开机时长，使得推力器的实际输出与期望控制量尽可能吻 合。
[0041] 本发明的有益效果是：
[0042] -、在离线确定最优推力器列表过程中，提出了基于凸包制定最优推力器组合表 的方法，加快了确定列表的时间，特别当推力器比较少时，可以直观地根据推力器的力（力 矩）矢量在三维空间和分布，直接确定出推力器列表，减少计算时间。
[0043] 二、在确定最优推力器组合时，提出了法向量判定方法，该方法只涉及几个点积计 算即可确定最优推力器组合，减少在线计算量，减少搜索最优推力器组合的时间。
[0044] 三、本发明提出的方法，即既可适用于连续控制量输出模式的推力器情形，也可以 适用于开关型（全开或全关）控制模式的推力器情形。
[0045] 四、相对于现有的最优推力器组合表控制方法，该方法能够增大推力器的分配空 间。
【附图说明】
[0046] 图1为带有控制分配环节的飞行器姿态控制系统框图；图2为本发明流程图；图 3为基于凸包确定最优推力器组合表流程图；图4具体实施例中推力器的配置构型示意图， 图中，a为立体图，b为俯视图，c为仰视图；图5推力器产生的力矩矢量在三维空间中分布 图；图6力矩矢量在投影面上的位置图像，图中的六个图分别为沿着平面X = -1，X = 1，Y =-1，Y = 1，Z = -1，Z = 1六个平面的投影图；图7最优推力器组合中力矩矢量构成的凸 锥图；图8平面法向量点积判定原理图。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0047] 一：下面结合图2至图8来说明本实施方式，本实施方式包括以下步 骤：
[0048] 方法包括以下步骤：
[0049] 步骤一、根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表；
[0050] 步骤二、由期望控制力矩T。，结合离线确定的预装定数据，利用法向量判定方法， 确定最优推力器组合；
[0051 ] 其中，预装定数据是指需要预先计算出来并存储在星载计算机中的数据。主要包 括：（1)最优推力器组合表；（2)各推力器组合围成多锥形体的锥面法向量；(3)各象限中 包含的推力器组合；(4)给出T。属于各最优推力器组合围成区域的内部时所应满足的条 件；
[0052] 步骤三、根据推力器是否能够输出连续大小的推力，将推力器工作模式分为连续 控制量输出模式以及离散开关控制模式，若为连续控制量输出模式，则转至步骤四，否则转 至步骤五；
[0053] 步骤四、推力器为连续控制量输出模式时，根据最优推力器组合所对应的控制效 率矩阵4，利用伪逆法确定各推力器的分配量，若超出推力输出能力范围，则利用其上下限 值进行修正；
[0054] 步骤五、推力器为全开和全关控制模式时，确定推力器组合中推力器的数目为n， 给出2"中可能的推力器开关状态组合，并计算2 "种不同开关状态组合下，推力器所能产生 的力矩，选择出分配误差最小所对应的开关状态；
[0055] 本发明所述的控制分配方法分为离线计算和在线计算两部分。
[0056] 离线计算主要用于制定最优推力器列表。需要根据推力器构型，基于凸包方法制 定出最优推力器列表，同时需要给出列表中各组合所围成多锥体的锥面法向量以及所在的 象限，确定期望控制量在该多锥体内部的逻辑条件。
[0057] 在线计算负责在控制算法给出期望控制量之后，利用离线计算确定的预装定数 据，确定各推力器的开关状态或开机时长，使得推力器的实际输出与期望控制量尽可能吻 合。
[0058] 步骤一中基于凸包确定最优推力器组合表的具体步骤为：
[0059] 步骤a、由推力器的安装构型，确定各推力器产生的力矩（力）矢量集合为M ;
[0060] 步骤b、将力矩（力）坐标矢量沿着与坐标轴平行的平面进行投影，确定各投影面 上的交点坐标；
[0061] (1)判断n个矢量的坐标矢量是否存在坐标为0的情况，当存在坐标为零的情况 时，对所有的坐标进行旋转变换直至不出现坐标为〇的情况；
[0062] (2)按照X轴，Y轴以及Z轴的分量是否大于零将坐标分为6组，分别为 Cx〇> Cxl, Cy0, Cyl, Cz0, Czl；
[0063] ⑶将 Cx。，Cxl，Cy。，Cyl，Cz。，C zl中的矢量分别沿平面 X = -1，X = 1，Y = -1，Y = 1，Z =-1，Z = 1六个平面进行投影，在各个平面形成的交点坐标集合为Bx。，Bxl，By。，B yl，Bz。，Bzl.
[0064] 步骤c、利用二维平面凸包确定的增量方法，确定二维平面上的最小凸包（以点集 Bzl为例），具体步骤如下：
[0065] (1)对于点集中的m个交点坐标t^，V"bm，计算m个点与x轴正方向的夹角；
[0066] ⑵按照夹角从小到大依次排序，分别为
[0067] (3)判断各顶点的凹凸性，当各个顶点都为凸顶点时，则转至步骤7,否则转至步 骤4;
[0068] (4)将各个凹顶点依次存储至集合G中，以第一个凹顶点为基点，由与其相邻的两 个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合中移除；
[0069] (5)判断顶点集合中是否还存在顶点，若存在，则转至步骤6,否则转至步骤7 ;
[0070] (6)按照步骤2中排好的顺序，依次增加顶点，同时将其从顶点集合中移除，确定 加入新的顶点后所形成的凸包，并判断其是否满足最小凸包条件（所有的顶点都构成凸包 的顶点），若满足最小凸包条件，则转至步骤5,否则转至步骤7 ;
[0071] (7)存储最小凸包，若顶点集合不存在顶点时，转至步骤8,否则以当前顶点为基 点，由与其相邻的两个顶点构成的三角形作为初始最小凸包，并将该三个顶点从顶点集合 中移除，转至步骤5;
[0072] (8)判断最后一个最小凸包与第一个最小凸包能否进行整合成新的凸包，若能则 将这两个凸包进行合并成新的最小凸包；
[0073] (9)输出各个最小凸包；
[0074] 步骤d、根据步骤c输出的各个最小凸包，确定构成凸包顶点的力矩矢量，与力矩 矢量相对应的推力器构成最优推力器列表中的一个组合，从而制定出推力器组合列表。
[0075] 步骤二中提及利用法向量判定方法确定最优推力器组合，其具体过程为：
[0076] 在三维控制指令空间中，每个最优推力器组合所管辖的区域，是一个由n个推力 器力矩矢量构成的无线延伸的棱锥（不考虑矢量长度，将其看成从原点出发的射线），它 有n个面，如本实例中最优推力器组合5由推力器1，推力器2,推力器3,推力器4组成，四 个力矩矢量TpTpTjP T 4围成的区域如图7所示，力矩矢量T JP T 2、TjP T 3、T#P T 4、以及 1\和T i，分别确定了四个平面。欲判定三维控制指令T。所属的区域即是要判定T。是否包含 在某个组合所确定的棱锥的这三个面之内。这等价于如何判定一个矢量在平面的某一侧的 问题。
[0077] 如图8所示的由1\和T2确定的平面，其法向量为n = T 'T2，对于空间的任意三 维控制指令矢量T。，可以计算出其与平面法向量的夹角0余弦，通过余弦的正负性就能判 断出矢量的位置，即
[0078] (1)当cos 0彡0,指令1；在T JP T 2确定的平面的上侧；
[0079] (2)当cos 0〈0,指令1；在T JP T 2确定的平面的下侧；
[0080] 这就是通过指令与平面法间量的点积来判断指令位于平面哪一侧的方法。应用该 方法，即可得到最优查表法在线快速检索最优推力器组合的法向量判定法步骤如下：
[0081] 步骤1、对于每个推力器组合，计算相邻两推力矢量所确定的n个平面的法向量 (离线计算）；
[0082] 步骤2、根据推力器组合中推力器力矩方向，确定其围成空间所在的象限；
[0083] 步骤3、确定各象限所包含的推力器组合，并利用法向量的方向，列出控制指令T。 属于该区域的内部时所应满足的点积的正负条件；
[0084] 步骤4、根据三维控制指令矢量T。确定其在三维空间所在的象限；
[0085] 步骤5、计算控制指令矢量T。与所在象限内各平面法向量的点积；
[0086] 步骤6、利用步骤3所确定的标准，快速判断出控制指令矢量T。所属的组合区域；
[0087] 在以上六个步骤中，前三个都是通过离线计算好预先存储在飞行器计算机中，属 于离线预装定数据确定的内容，在实际应用时，只需要通过后三个步骤进行判断。
[0088] 步骤四和步骤五是分别针对推力器控制模式，确定出与期望控制力矩最相近的分 配方案。
[0089] 下面给出一个具体实施例，参见图4所示，8个推力器固连于卫星上，与Z轴呈 45°度角，而在X0Y投影平面上，上面4个推力器以顺时针60°安装角进行安装，下面4个 推力器以逆时针60°安装角进行安装，每个推力器的推力输出范围为[0，1]N，而每个方向 的力臂也为lm。
[0090] 步骤一提及根据推力器安装构型，基于凸包确定最优推力器组合表。首先根据推 力器安装构型，可以确定推力器的力矩效率矩阵为
[0091]
[0092] 由控制效率矩阵，可以确定8个推力器产生的力矩在三维空间的分布如图5所示， 然后将8个力矩矢量