技术特征：
1.一种克服周期性活动部件影响的强抗扰复合控制方法，其特征在于，包括：步骤一、设定角速度测量周期为h，时间序列记为t1,t2,
…
,t
k
,
…
；当前角速度测量值为ω(k)；步骤二、以卫星角速度测量序列ω(k
‑
n+1)、
…
ω(k
‑
1)、ω(k)作为输入，采用快速傅里叶变换法，输出周期性运动干扰的首个谐波频率f
d
，并根据所述f
d
计算运动干扰周期δt
d
；步骤三、根据角速度测量值ω(k
‑
1)计算当前时刻角加速度估算值z2(k)；计算周期性干扰力矩的幅值t
d
(k)；并获得周期性干扰力矩的最大幅值t
d,max
；步骤四、将周期性干扰力矩的幅值t
d
(k)从0上升到0.1*t
d,max
的时刻记为t
s
，同一运动干扰周期δt
d
内，周期性干扰力矩的幅值t
d
(k)从t
d,max
下降至0.1*t
d,max
的时刻记为t
f
；计算每个动干扰周期δt
d
内的前馈补偿时长δt
c
；计算干扰周期的采样点数n
d
和前馈补偿时长内的采样点数n
c
；步骤五、根据干扰周期的采样点数n
d
和前馈补偿时长内的采样点数n
c
计算前馈控制量t
c
；步骤六、根据角速度测量序列ω(k
‑
n+1)、
…
ω(k
‑
1)、ω(k)，利用极值法获得角速度误差的最大幅值ω
max
；步骤七、根据干扰力矩估计值的最大幅值t
d,max
和角速度误差的最大幅值ω
max
，计算干扰力矩前馈补偿时刻值δt
lead
；并计算相对于当前计算周期起始时刻的延迟值δt
lag
；步骤八、由相对于当前计算周期起始时刻的延迟值δt
lag
、前馈补偿时长δt
c
、前馈控制量t
c
三个参数组成前馈控制律，即在当前计算周期开始后的δt
lag
～δt
lag
+δt
c
时段内，输出前馈控制量t
c
，并将前馈补偿标志s
c
置1；在δt
lag
～δt
lag
+δt
c
时段外的时间，则将前馈控制量t
c
置0，且将前馈补偿标志s
c
置0；步骤九、根据前馈补偿标志s
c
的数值，对反馈控制律进行调节；步骤十、将反馈控制律输出的反馈控制量与前馈控制量相加，获得最终的复合控制量，利用所述复合控制量对卫星进行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，快速傅里叶变换法为按时间抽选的基
‑
2型快速傅里叶变换算法；根据所述f
d
计算所述运动干扰周期δt
d
包括：δt
d
＝1/f
d
。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，当前时刻角加速度估算值z2(k)的计算方法为：式中，e(*)为观测器误差；z1(*)为观测器一阶状态量；h为角速度测量周期；ω(k
‑
1)为角速度测量值；β1为第一预设增益系数；u(k)为闭环控制量；
j为星体单轴转动惯量；β2为第二预设增益系数；fal(x,α,δ)为非线性函数；所述非线性函数fal(x,α,δ)的计算公式为：式中，α和δ均为预设系数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤三中，周期性干扰力矩的幅值t
d
(k)的计算方法为：t
d
(k)＝u(k)
‑
jz2(k)并通过极值判断方法获得周期性干扰力矩的最大幅值t
d,max
。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤四中，前馈补偿时长δt
c
的计算方法为：δt
c
＝t
f
‑
t
s
。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤四中，干扰周期的采样点数n
d
的计算方法为：式中，z(*)为四舍五入取整；前馈补偿时长内的采样点数n
c
的计算方法为：7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤五中，前馈控制量t
c
的计算方法为：8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤七中，干扰力矩前馈补偿时刻值δt
lead
的计算方法为：建立模糊逻辑系统；模糊逻辑系统的输入变量为周期性干扰力矩的最大幅值t
d,max
和角速度误差的最大幅值ω
max
，输出变量为干扰力矩前馈补偿时刻值δt
lead
；模糊逻辑的规则如表1所示：表1
表中，s表示小；m表示中；b表示大；s1表示较小；s2表示很小；b1表示较大；b2表示很大；周期性干扰力矩的最大幅值t
d,max
的论域为[0,0.15]；角速度误差的最大幅值ω
max
的论域为[0,0.01]；干扰力矩前馈补偿时刻值δt
lead
的论域为[0,4.3]。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤七中，相对于当前计算周期起始时刻的延迟值δt
lag
的计算方法为：δt
lag
＝δt
d
‑
δt
lead
式中，δt
d
为运动干扰周期。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤九中，所述反馈控制律采用pid控制率，对pid控制律进行调节的具体方法为：当s
c
＝0时，即非前馈补偿期间，采用正常增益的pid控制律；当s
c
＝1时，即前馈力矩补偿期间，采用较高增益的pid控制律，即在正常值基础上适当增大pid控制律的比例系数和微分系数。
技术总结
本发明涉及一种克服周期性活动部件影响的强抗扰复合控制方法，属于航天器姿态控制领域；综合利用快速傅里叶变换(FFT)和扩张状态观测器(ESO)估计周期性干扰，在此基础上根据角动量守恒原理设计等效前馈补偿律，且利用模糊逻辑系统调整干扰力矩前馈补偿时刻值，并根据是否处于前馈补偿期间而动态调整PID控制器的增益。与现有方法相比，本方法无需进行系统辨识、无需过多的模型先验知识，以简洁的控制律实现了较好的抗扰效果；本发明用于具有周期性干扰的卫星姿态控制中，可有效改善系统的姿态控制精度和姿态稳定度。整个方法系统性强，过程清晰，易于实现。易于实现。易于实现。
技术研发人员：王佐伟 何刚 李建平 李乐尧 甘永 石恒 姚蘅 沈扬帆 王青 贾涛 于淑晶 高秀娟
受保护的技术使用者：北京控制工程研究所
技术研发日：2021.06.17
技术公布日：2021/9/17