[发明专利]一种姿轨控机动作用下柔性部件指向获取方法

权利要求书

1.一种姿轨控机动作用下柔性部件指向获取方法，其特征在于步骤如下：

(1)建立整星刚柔耦合动力学模型；

(2)根据整星刚柔耦合动力学模型、卫星姿态控制模型，建立姿态控制下整星系统动力学模型，如下：

卫星的姿态控制带宽为已知条件情况下，暂不考虑结构陷波器，确定比例-微分控制律，如下：

K_p为比例增益，K_d为微分增益，θ_s为整星姿态角，u为控制力矩，

设计卫星上的控制力矩陀螺与动量轮传递函数按如下：

s为拉普拉斯算子，ξ_s为控制力矩陀螺的阻尼系数；

s为拉普拉斯算子，ξ_t为动量轮的阻尼系数；

由控制力矩陀螺与动量轮，实现的输出控制力矩如式(11)，

由上述整星刚柔耦合动力学模型、姿态控制模型组成控制闭环作用下的整星系统动力学模型，即姿态控制下整星系统动力学模型：

ω_s为卫星中心体的角速度列阵；

为角速度列阵的反对称阵；

M为卫星质量阵；

I_s为卫星惯量阵；

P_s为作用在卫星上的外力列阵；

T_s为作用在卫星上的外力矩列阵；

ω_als、ω_ars分别为左右太阳翼的角速度列阵；

Ω_als、Ω_ars、Ω_a分别为左右太阳翼和天线的模态频率对角阵；

η_ls、η_rs、η_a分别为左右太阳翼和天线的模态坐标阵；

ζ_ls、ζ_rs、ζ_a分别为左右太阳翼和天线的模态阻尼系数,取0.005；

I_als、I_ars分别为左右太阳翼的惯量阵；

F_tls、F_trs、F_ta分别为左右太阳翼和天线振动对本体平动的柔性耦合系数阵；

F_sls、F_srs、F_sa分别为左右太阳翼和天线振动对本体转动的柔性耦合系数阵；

F_als、F_ars分别为左右太阳翼振动对自身转动的柔性耦合系数阵；

R_asls、R_asrs分别为左右太阳翼转动与卫星转动的刚性耦合系数阵；

T_als、T_ars分别为作用在左右太阳翼上的控制力矩列阵；

(3)根据整星刚柔耦合动力学模型、卫星姿态控制模型和天线辐射性能的模态空间表达式，建立整星系统在轨状态动力学-姿控-天线辐射综合模型；

(4)用整星系统在轨状态动力学-姿控-天线辐射综合模型，获得天线振动过程中辐射场强的时域变化，通过天线在给定方向辐射场强与平均辐射强度之比即可获得天线的方向性系数，即获得天线波束指向。