[发明专利]一种平台在轨标定方法

说明书

一种平台在轨标定方法，特别是一种六自由度Gough‑Stewart平台在轨标定方法，通过补偿主动指向超静平台的作动器力系数，降低主动指向超静平台的作动器载荷三轴姿态耦合系数。包括步骤：根据归一化处理的载荷整体的三轴姿态、三轴主惯量，确定载荷整体的质心三轴实际受到的合力矩归一化结果；根据归一化处理的载荷质心的平动位移，归一化处理载荷质心三轴实际作用力。根据归一化处理的载荷质心的平动位移和归一化处理载荷质心三轴实际作用力，迭代计算给出作动器力系数的最优解。根据辨识的作动器力系数补偿主动指向超静作动器驱动电流，实现主动指向超静平台的载荷三轴姿态解耦，降低三轴姿态耦合系数。

技术领域

本发明属于航天器姿态控制领域，涉及一种平台在轨标定方法。

背景技术

目前，航天器光学载荷高精度指向、高稳定度控制离不开准确的运动学参数。而由于作动器中各个作动器中的电机反电势系数不一致，导致在相同的输入条件时，各个电机输出的力各有区别。这使得载荷三轴姿态有明显耦合。因此，必须进行载荷姿态解耦的作动器力系数标定，降低载荷三轴姿态耦合系数。

单个作动器力系数标定方法存在以下不足：

1、在现有超静平台载荷高精度控制中，通常只进行单个作动器的力系数标定，无法实现多个作动器力系数的集中标定；

2、现有的标定技术在多个作动器标定过程中需要同时获得载荷质心姿态和质心平动位移。当载荷质心平动位移无法获取时，现有标定方法难以实现多个作动器力系数的准确标定。

3、多个作动器构成的主动指向超静平台，其平台构型误差的存在直接影响着载荷三轴姿态误差。现有技术的单个作动器力系数标定方法没有标定载荷质心雅克比矩阵J_p构型偏差引起的载荷姿态误差，即不能解决载荷质心雅克比矩阵J_p实际值与理论设计之间的差异而带来的载荷姿态偏差问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种平台在轨标定方法，能够实现载荷三轴姿态耦合系数大幅度降低，为航天器光学载荷高精度指向、高稳定控制、快速稳定控制提供技术基础。

本发明的技术解决方案是：

一种平台在轨标定方法，包括步骤如下：

1)将平台搭载的所有载荷作为整体，求取整体的质心作为载荷等效质心，根据载荷等效质心的三轴姿态、三轴主惯量，确定载荷等效质心三轴实际受到的合力矩归一化结果τ_real_，norm；根据载荷等效质心的平动位移r_p，确定载荷等效质心三轴实际作用力归一化结果F_real，norm；

2)迭代修正作用力归一化结果，根据合力矩归一化结果和合力矩期望值τ_r＝[τ₁τ₂ τ₃]寻找作用力归一化结果趋近于0的最优解，τ₁，τ₂，τ₃分别为载荷等效质心的滚动轴、俯仰轴和偏航轴力矩期望值；

3)根据作用力归一化结果趋近于0的最优解和合力矩归一化结果确定作动器力系数，完成标定。

所述根据合力矩归一化结果和合力矩期望值τ_r＝[τ₁τ₂τ₃]寻找作用力归一化结果趋近于0的最优解的方法，具体为：

21)根据合力矩归一化结果和作用力归一化结果确定指标函数J_real；