基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整方法及装置与流程

本发明实施例涉及航天器姿态控制，特别涉及一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整方法及装置。

背景技术：

1、目前，大多数卫星上均配置有电推力器。通过使用二自由度矢量机构，可以实现电推力器共面安装，电推力器可提供径向和法向作用力，用于实现轨道倾角和偏心率的控制。在此过程中，推力方向通过质心，可以避免引起角动量积累。然而矢量机构的调整角度受限于其调整范围，推力无法经过质心，在此种情况下，如何平衡角动量管理和位置保持控制策略成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整方法及装置，能够在面对矢量机构的调整角度受限于其调整范围的情况下实现矢量机构的角度调整。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整方法，包括：

3、根据角动量积累为零的原则计算理论质心位置；

4、确定所述理论质心位置的理论转角是否在矢量机构的角度调整范围内，若否，则根据所述理论质心位置和所述角度调整范围，确定使得目标函数为最小值的目标转角，以按照所述目标转角对矢量机构进行角度调整；所述目标函数为电推力器在位置保持期间的角动量积累值。

5、第二方面，本发明实施例还提供了一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整装置，包括：

6、计算单元，用于根据角动量积累为零的原则计算理论质心位置；

7、确定单元，用于确定所述理论质心位置的理论转角是否在矢量机构的角度调整范围内，若否，则根据所述理论质心位置和所述角度调整范围，确定使得目标函数为最小值的目标转角，以按照所述目标转角对矢量机构进行角度调整；所述目标函数为电推力器在位置保持期间的角动量积累值。

8、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。

9、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。

10、本发明实施例提供了一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整方法及装置，根据角动量积累为零的原则计算理论质心位置，并在确定理论质心位置的理论转角未在矢量机构的角度调整范围内时，表明角度调整受限，如此可以根据理论质心位置和角度调整范围确定使得角动量积累值为最小值的目标转角，如此按照该目标转角对矢量机构进行角度调整。可见，本方案，能够在面对矢量机构的调整角度受限于其调整范围的情况下实现矢量机构的角度调整。

技术特征：

1.一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据角动量积累为零的原则计算理论质心位置，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述理论质心位置和所述矢量机构角度调整范围，确定使得目标函数为最小值的目标转角，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标函数j为：

6.一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算单元具体用于：获取轨道坐标系下的多个历史角动量遥测值；将多个历史角动量遥测值进行滤波，得到角动量滤波值；根据所述角动量滤波值计算当前的三轴干扰力矩；根据该当前的三轴干扰力矩计算理论质心位置；其中，所述理论质心位置对应唯一的理论转角。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元在根据所述理论质心位置和所述矢量机构角度调整范围，确定使得目标函数为最小值的目标转角时，具体包括：确定位于所述矢量机构角度调整范围内的若干个调节角度；所述若干个调节角度一一对应若干个电推出口中心点位置；针对每一个调节角度，均执行：根据所述理论质心位置和该调节角度对应的电推出口中心点位置，计算所需三轴干扰力矩；根据该所需三轴干扰力矩计算所述目标函数的值；确定与所述若干个调节角度一一对应的若干个目标函数的值中的最小值，将该最小值对应的调节角度确定为目标转角。

9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行权利要求1-5中任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种基于共面安装电推力器的矢量机构角度调整方法及装置，其中方法包括：根据角动量积累为零的原则计算理论质心位置；确定所述理论质心位置的理论转角是否在矢量机构的角度调整范围内，若否，则根据所述理论质心位置和所述角度调整范围，确定使得目标函数为最小值的目标转角，以按照所述目标转角对矢量机构进行角度调整；所述目标函数为电推力器在位置保持期间的角动量积累值。本方案，能够在面对矢量机构的调整角度受限于其调整范围的情况下实现矢量机构的角度调整。

技术研发人员：崔振江,周亮,林波,刘蕊,张世俊,郭廷荣
受保护的技术使用者：北京控制工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1