其中，b为卫星本体坐标系中地磁场矢量量测值。10.如权利要求9所述的一种皮纳卫星的姿态确定与控制方法，其特征在于:在六种不 同排列方式下，所述卫星输出磁矩M( i)的计算过程如下： Bb的三轴分量为Bbx、Bby、Bbz， Tcy>Tcx>Tcz 时： 在|Bbx| > |Bbz |的状态下，设mz = Tcy/Bbx，然后判断是否|mz | >mmax，若|mz | >mmax为否，贝丨J ΓΠζ - IIlzJzLnix - 0，右"I ΓΠζ I〉TIE，则 1?? - S i gll ( Π?ζ ) IllmaxJULfflx - _ ( Tcx_fflzBbx) /Bbz ; ?丨J 断 TIE 否 ΓΠχ I〉Illmax，| Illx |〉TIE，贝[Jlllx - S ? gll ( Π?χ ) Hlmax j | Illx |〉，贝[Jlllx - Π?χ ; 在I Bbx| < I Bbz I的状态下，设mx = -Tc；y/Bbz，然后判断是否|mx I >mmax，若|mx| >mmax为否， 则ΓΠχ - nixJzLlIlz - 0，右"I ΓΠχ I〉IIlmax^37iE，则 1?? - S ? gll ( Π?ζ ) IllmaxJzLΓΠζ - ( Tcy_fflxBbz ) /Bbx，?丨J 断 TIE 否 |mz I >mmax，若 |mz I >mmax为是，则mz = sign(mz)mmax，若 |mz I >mmax为否，则mz=mz;，再判断是否 |my I >mmax，若 |my I >mmax为是，则my = sign (niy ) nimax j | Illy |〉Illmax，贝[Jllly - Illy ; Tcz>Tcy>Tcx 时： 在I Bby I > I Bbx|的状态下，设mx = Tcz/Bby，然后判断是否|mx| >mmax，若|mx| >mmax为否，则mx =mx且my=0,若 |mx I >mmax为是，则设mx = sign(mx)mmax且my = -(Tcz-mxBby)/Bbx;再判断是否 |my 〉IIlmax，| Illy |〉IIlmax^j7iE，贝[Jllly - S i gll (Illy ) Illmax，| Illy |〉fflmax^J ，贝[Jllly - Illy ; 在I Bby I < I Bbx I的状态下，设my = -WBbx，然后判断是否|my I >mmax，若|my I >mmax为否，贝丨J my=my且mx = 0，若 I my I >mmax为是，则设my = s i gn (my) mmax且mx = (Tcz-myBbx)/Bby，再判断是否 ΓΠχ I〉Illmax，| Illx |〉IIlmax^j7iE，贝[Jlllx - S ? gll ( ΓΠχ ) Hlmax j | Illx |，贝[Jlllx - Hlx ;，再判断是否 |mz I >mmax，若 |mz I >mmax为是，则mz = sign 0-Πζ ) Illmax，右"| ΓΠζ |〉Illmax犬/召?，贝[Jlllz -ΓΠζ ； Tcy>Tcz>Tcx 时： 在|Bbx| > |Bbz I的状态下，设mz = TCy/Bbx，然后判断是否|mz I >mmax，若|mz I >mmax为否，贝丨J Π?ζ - Ι?ζ Η.Ι?χ - Ο，右' I Π?ζ I〉Hlrnax力JΤΗ，贝!J Τ&?ζ - S ? gll (ΙΠζ ) ITlmax Η.ΠΙχ - _ ( Tcx_HlzBbx) /Bbz ; 否 I Π?χ I〉irimax，^* I Π?χ |〉IHmax^J ΤΗ，贝!Jmx - S ? gn (ΙΠχ ) ITlmax ? | Π?χ |〉IHmax^J ，贝!JlTlx - ΙΠχ ； 在I Bbx| S I Bbz I的状态下，设mx = -TCy/Bbz，然后判断是否|mx I >mmax，若|mx| >mmax为否， 则Π?χ - ΙΠχ且Π?ζ - 0，右 I Π?χ I〉ITlinax为疋，则设Π?χ - S i gn (ΙΠχ )ITlmax且Π?ζ - ( Tcy+ITlxBbz ) /Bbx，再?[!断疋 否 |mz I >mmax，若 |mz I >mmax为是，则mz = sign(mz)mmax，若 |mz I >mmax为否，则mz=mz;再判断是否|my I >mmax，若|my| >mmax为是，则my = ， S ign (niy )mmax，右* I niy I〉mmax力，贝丨Jniy -ITly ； Tcz>Tcx>Tcy 时： 在I Bby I > I Bbx|的状态下，设mx = Tcz/Bby，然后判断是否|mx| >mmax，若|mx| >mmax为否，贝丨Jmx =mx且my=0,若 |mx| >mmax为是，则设mx = sign(mx)mmax且my = -(Tcz-mxBby)/Bbx;再判断是否 |my I〉ITlinax，^* I Hly I〉ITlinax^j7H，贝!Jmy - S1 gll (ITly ) ITlmax ? ^=1 | Hly |〉ITlinax^J ，贝!JlTly - ITly ； 在I Bby I S I Bbx I的状态下，设my = -WBbx，然后判断是否|my I >mmax，若|my I >mmax为否，贝lj my=my且mx = 0,若 |my I >mmax为是，则设my = sign(my)mmax且mx= (Tcz-myBbx)/Bby，再判断是否 I Π?χ I〉ITlinax，^* I Π?χ I〉ITlinax^j7H，贝!Jmx - S 1 gll (ΙΠχ ) ITlmax ? ^=1 | Π?χ | (ITlinax^J^^，贝!JlTlx - ΙΠχ ；再判断是否|mz I >mmax，若|mz I >mmax为是，则mz = S igU (Π?ζ )ITlinax，右* I Π?ζ I〉ITlinax力，贝丨JlTlz -Π?ζ ; Tcx>Tcy>Tcz 时： 在I Bby I > I Bbz I的状态下，设my = Tcx/Bbz，然后判断是否|my I >mmax，若|my I >mmax为否，贝丨Jmy -niy 冃 1Ι?7, - 0，右' I Hly I〉mmax力JtH，贝!Jl&ily - S 1 gll (ITly ) ITlmax 3.Π 17, - _ ( Tcx_HlyBbz ) /Bby ; 否 | Ι?ζ I ^ITlmax ? | Π?ζ |〉ITlinax^j7H，贝!Jmz - S1 gll ( Π?ζ ) ITlmax ? ^=1 | Π?ζ |〉ITlinax^J ，贝!JlTlz -Π?ζ ； 在I Bby I S I Bbz I的状态下，设mz = -Tcx/Bby，然后判断是否|mz I >mmax，若|mz I >mmax为否，贝丨J Π?ζ -Ι?7, H.ITly - 0，右' I Π?ζ I〉ITlinax力，贝!Ι?&?ζ - S 1 gll (Π?ζ )ITlmax H.ITly - ( Tcx+HlzBby ) /Bbz，否 | ITly I〉ITlinax，^* I Hly I〉ITlinax^j7H，贝!Jmy - S 1 gll (ITly ) ITlmax ? ^=1 | Hly | (ITlinax^J^^，贝!JlTly - ITly ；再判断是否I mx I >mmax，若I mx I >mmax为是，则mx = :， S igU (ITlx)niinax，右* I Π?χ |〉ITlinax力，贝丨JlTlx - ΙΠχ ； Tcx>Tcz>Tcy 时： 在I Bby I > I Bbz I的状态下，设my = Tcx/Bbz，然后判断是否|my I >mmax，若|my I >mmax为否，贝丨Jmy -niy 冃 1Ι?7, - 0，右' I niy I〉mmax力JtH，贝!Jl&ily - S 1 gll (ITly ) ITlmax 3.Π 17, - _ ( Tcx_HlyBbz ) /Bby ; 否 | Ι?ζ I ^ITlmax ? | Π?ζ |〉ITlinax^j7H，贝!Jmz - S1 gll ( Π?ζ ) ITlmax ? ^=1 | Π?ζ |〉ITlinax^J ，贝!JlTlz -Π?ζ ； 在I Bby I S I Bbz I的状态下，设mz = -Tcx/Bby，然后判断是否|mz I >mmax，若|mz I >mmax为否，贝丨J Π?ζ -Ι?7, H.ITly - 0，右' I Π?ζ I〉ITlinax力，贝!Ι?&?ζ - S 1 gll (Π?ζ )ITlmax H.ITly - ( Tcx+HlzBby ) /Bbz，否 | ITly I〉ITlinax，^* I Hly I〉ITlinax^j7H，贝!Jmy - S 1 gll (ITly ) ITlmax ? ^=1 | Hly | (ITlinax^J^^，贝!JlTly - ITly ；，再判断是否 |mx| >mmax，若 |mx| >mmax为是，则mx = sign(mx) ITlmax，右* I Π?χ I〉irimax力J ，贝丨JlTlx - ΙΠχ ； 其中，mmax=NIS， 式中，N表示线圈匝数，I表示线圈内通过的电流，S表示线圈围成的面积。
【专利摘要】本发明属于皮纳卫星技术领域，公开了一种皮纳卫星的模块化姿态确定与控制装置及其方法。装置包括外壳，外壳内设置有用于测定皮纳卫星姿态的姿态敏感单元，用于根据皮纳卫星姿态发出命令信号的姿控计算机，用于执行姿控计算机发出的命令的姿态控制执行单元；方法为：卫星本体坐标系为Obxyz，轨道坐标系Ooxyz，太阳矢量和地磁场矢量在Ooxyz中分别为S1、S2，在Obxyz中分别为在姿控计算机内预存有皮纳卫星的旋转角度的设置阈值Δw，陀螺仪实时测量皮纳卫星的旋转角度w，旋转角度w大于姿控计算机内的设置阈值Δw，启动姿态消旋控制对皮纳卫星进行消旋处理，直至旋转角度w小于等于姿控计算机内的设置阈值Δw后，进入姿态确定和姿态捕获控制的循环阶段。
【IPC分类】B64G1/28, B64G1/36, B64G1/32
【公开号】CN105667838
【申请号】CN201610143290
【发明人】刘勇, 袁建平, 侯建文, 杨家男, 冯乾, 苏笑宇, 李毅兰, 潘泉
【申请人】西北工业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年3月14日