[发明专利]利用星敏感器信息的飞轮控制捕获太阳及对日定向方法

权利要求书

1.一种利用星敏感器信息的飞轮控制捕获太阳及对日定向方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1、利用星敏感器测量信息q_bi、太阳在惯性系的方位q_si解算卫星星体内矢量坐标系d转换到太阳矢量坐标系s的四元数q_sd；

S2、利用矢量坐标系d转换到太阳矢量坐标系s的四元数q_sd、姿态机动最大角速度ω_max和飞轮输出力矩M_m特性计算参数根据参数规划姿态机动路径；

S3、根据S2中规划的姿态机动路径设计控制律，将控制量分配到飞轮组，控制卫星实现矢量Od的对日定向；

所述卫星星体内矢量坐标系d转换到太阳矢量坐标系s的四元数q_sd的计算公式为：

其中，q_db为矢量坐标系d相对于卫星本体坐标系b的四元数，q_bi为卫星本体坐标系b相对于惯性坐标系i的四元数，q_si为太阳矢量坐标系s相对于惯性坐标系i的四元数；

所述矢量坐标系d中的矢量Od绕转轴旋转α₀角度，从而与太阳矢量坐标系s中的矢量Os重合，则所述转轴的转轴矢量ⁿ和α₀角度分别为：

n＝(cosβ₁)i_d+(cosβ₂)j_d+(cosβ₃)k_d

α₀＝2arccos(q₀)

其中，

所述的参数为：

上式中，I_n为绕转轴的转动惯量；

若则按加速减速角速度规划示意图和加速减速角度规划示意图规划机动路径，其解析方式为：

时

时

时

φ_r(t)＝α₀

若则按加速匀速角速度规划示意图和加速匀速减速角度规划示意图规划机动路径，其解析公式为：

时

时

时

时

φ_r(t)＝α₀。

2.如权利要求1所述的一种利用星敏感器信息的飞轮控制捕获太阳及对日定向方法，其特征在于，在卫星本体坐标系b中，分配到m个飞轮的控制指令矩阵为：

其中，D为卫星的飞轮力矩分配矩阵，M_b为控制力矩在卫星本体坐标系b中的矩阵。