[发明专利]带有旋转载荷的卫星平台的姿态控制方法、装置及系统

权利要求书

1.一种带有旋转载荷的卫星平台的姿态控制方法，其特征在于，包括：

测量卫星平台的实际姿态参数；

比对所述实际姿态参数和目标姿态参数，确定姿态偏差；

基于所述姿态偏差生成第一控制指令；

根据旋转载荷的运动规律参数，确定所述卫星平台重复控制器的学习周期参数；

所述重复控制器结合所述学习周期参数及所述第一控制指令，生成第二控制指令；

利用所述第二控制指令控制所述卫星平台的姿态；以及

得到所述卫星平台的控制律为：

其中，Z为对离散时间信号进行的拉氏变换的表示方法，k_r0用于加快系统响应速度，N为所述学习周期参数的一个周期的采样次数；k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数；G(s)为基于重复控制的控制器传递函数，

所述基于所述姿态偏差生成所述第一控制指令，包括：

利用比例积分导数PID控制器基于所述姿态偏差输出控制所述卫星平台的第一控制力矩，所述第一控制力矩为u₁＝k_pe_θ+k_i∫e_θdt+k_de_ω，所述e_θ为角度偏差，所述e_ω为角速度偏差，所述姿态偏差包括角度偏差e_θ以及角速度偏差e_ω。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据旋转载荷的运动规律参数，确定所述卫星平台的重复控制器的控制规律参数，包括：

确定所述旋转载荷的运动变化参数；

根据所述运动变化参数及所述目标姿态参数，确定重复控制器的学习周期；

利用所述学习周期构建重复控制器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述实际姿态参数包括：实际姿态角及实际角速度；

所述目标姿态参数包括：与所述实际姿态角对应的目标姿态角，及与所述实际角速度对应的目标角速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述实际姿态角及所述目标姿态角均为向量，均包括：第一方向的姿态角、第二方向的姿态角及第三方向的姿态角；

和/或，

所述实际角速度及所述目标角速度均为向量，均包括：所述第一方向的角速度；所述第二方向的角速度及所述第三方向的角速度；

所述第一方向垂直于所述第二方向及所述第三方向；所述第二方向垂直于所述第一方向及所述第三方向。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

测量所述旋转载荷的实际运动参数；

根据所述旋转载荷的实际运动参数，判定所述旋转载荷的运动是否满足预设运动规律；

若所述旋转载荷的运动满足所述预设运动规律时，确定所述旋转载荷的所述运动规律参数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述旋转载荷的运动不满足所述预设运动规律，停止基于重复控制器对所述卫星平台的姿态控制；

单独根据所述第一控制指令控制所述卫星平台的姿态。