[发明专利]一种编队控制模式下的卫星姿态控制方法

权利要求书

1.一种编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，在由编队推力器干扰力矩引起的星体三轴角动量的积累值小于等于飞轮可吸收的角动量值时，采用反作用飞轮实现卫星姿态控制，通过反作用飞轮PID控制对编队推力器干扰力矩进行补偿，在由编队推力器干扰力矩引起的星体三轴角动量的积累值大于飞轮可吸收的角动量值时，采用推力器实现卫星姿态控制，通过推力器PD控制对编队推力器干扰力矩进行补偿。

2.如权利要求1所述的编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，所述的编队推力器干扰力矩∑△M包含因质心变化引起的干扰力矩△M1、因编队推力器引起的干扰力矩△M2、以及因推力不对称误差引起的干扰力矩△M3：∑△M＝△M1+△M2+△M3。

3.如权利要求2所述的编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，因质心变化引起的干扰力矩△M1：

展开后为：

其中，质心变化引起的力臂变化为△R_i＝[△R_x △R_y △R_z]^T，F为根据编队推力器安装布局对应到等效控制方向的推力大小。

4.如权利要求2所述的编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，因编队推力器引起的干扰力矩△M2：

△M2＝R×△F；

其中，R代表力臂，△F为引起作用方向的干扰推力：

F_x的偏斜角为α。

5.如权利要求2所述的编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，因推力不对称误差引起的干扰力矩△M3：

其中，R代表力臂，△F为不对称推力：

δ为成对工作的推力器推力之差的绝对值与平均推力的百分比。

6.如权利要求1所述的编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，在编队构形初始化，或构形切换，或构形重构时，采用推力器实现卫星姿态控制，在编队构形保持时，采用反作用飞轮实现卫星姿态控制。

7.如权利要求1所述的编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，采用推力器实现卫星姿态控制时，对于每个采样周期，姿控推力器产生的冲量矩应等效于控制指令力矩产生的冲量矩，即M_i·t_on＝T_ci·t_s，M_i为推力器冲量，t_s为控制周期，通过调制脉宽t_on获取所需的控制力矩T_ci，控制力矩计算公式如下：

其中，为姿态角估计值，为姿态角速度估计值，其中K_P、K_d分别为控制参数。

8.如权利要求1所述的编队控制模式下的卫星姿态控制方法，其特征在于，采用反作用飞轮实现卫星姿态控制时，反作用飞轮的控制力矩为：

其中，K_P、K_i、K_d分别为控制参数，T_C为控制力矩，为误差姿态角，ω_e为误差姿态角速度，e，a代表任意数的限幅处理。