[发明专利]卫星旋转部件动静不平衡干扰力矩自补偿装置

权利要求书

1.卫星旋转部件动静不平衡干扰力矩自补偿装置，其特征在于，包括：配置于旋转部件内或表面配置两台偏置动量轮，所述两台偏置动量轮的旋转轴垂直于旋转部件的旋转轴，且相互夹角不等于0°或180°；第一偏置动量轮的转速r₁和第二偏置动量轮的转速r₂分别为式中，I₁和I₂分别为第一偏置动量轮和第二偏置动量轮对于其旋转轴的转动惯量；h₁为第一偏置动量轮的角动量，h₂为第二偏置动量轮的角动量θ_{h1_sd}为第一偏置动量轮的旋转轴与动静不平衡干扰力矩的夹角，A₀为动静不平衡干扰力矩的大小，ω₀为旋转部件的旋转速度；所述第一偏置动量轮的最大角动量指标H_1max，第二偏置动量轮的最大角动量指标H_2max满足如下条件：

H_1max≥A_max/|ω₀|,H_2max≥A_max/|ω₀|

上式中，A_max为动静不平衡干扰力矩T_sd的最大值，根据旋转部件的质心偏差和惯量特性测量值计算得到。

2.根据权利要求1所述的卫星旋转部件动静不平衡干扰力矩自补偿装置，其特征在于，第一偏置动量轮和第二偏置动量轮的夹角为90°。

3.根据权利要求1所述的卫星旋转部件动静不平衡干扰力矩自补偿装置，其特征在于：动静不平衡干扰力矩的大小和方向采用卫星在轨角速度对动静不平衡干扰力矩进行在轨标定，或者根据动静不平衡干扰力矩的地面测试结果获取。

4.动静不平衡干扰力矩进行在轨标定的方法，所述方法采用权力要求1至3中任意一项所提供的卫星旋转部件动静不平衡干扰力矩自补偿装置，包括：

步骤1.1、保证卫星姿态稳定，旋转部件以初始转速ω₀旋转，在轨测量卫星角速度，动静不平衡干扰力矩T_sd0的大小A₀为：

I_i为卫星对ω_i0对应的基准轴的转动惯量，ω_i0为卫星角速度在与旋转部件旋转轴垂直的某一基准轴方向的分量，ω_i0,p-p为ω_i0正弦变化的峰值；

步骤1.2、旋转部件保持以初始转速ω₀旋转，第一偏置动量轮恒速转动，动静不平衡干扰力矩T_sd0与第一动量轮旋转轴的夹角θ_{h1_sd}的绝对值为：

其中，A₁＝|ω₀|×|h₁₀|为第一偏置动量轮产生的第一控制力矩的大小，h₁₀为第一偏置角动量；A₂为第一控制力矩T₁₀与动静不平衡干扰力矩T_sd0的合力矩T_{sd_10}的大小；

步骤1.3、旋转部件保持以初始转速ω₀旋转，第一偏置动量轮停止旋转，第二偏置动量轮匀速转动；动静不平衡干扰力矩T_sd0与第二动量轮的旋转轴的夹角θ_{h2_sd}的绝对值为：

A₃为第二控制力矩T₂₀的大小，A₄为第二控制力矩T₂₀和动静不平衡干扰力矩合力矩T_sd0叠加后形成合力矩T_{sd_20}的大小；

步骤1.4、动静不平衡干扰力矩合力矩T_sd0的方向为：