[发明专利]空间扫描机构的角动量前馈补偿方法及补偿系统

权利要求书

1.一种空间扫描机构的角动量前馈补偿方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1、构建角动量前馈补偿模型：根据空间扫描机构的扫描运动模型构建角动量前馈补偿模型；角动量前馈补偿模型的构建方法包括：

S11、将空间扫描机构的扫描运动模型表述为角动量与时间的关系式；

S12、将步骤S11中的角动量与时间的关系式按照1/2正弦周期加速、减速及匀速的规律重新描述得到角动量前馈补偿模型，使得角动量前馈补偿模型中的角动量与时间轴包络的面积和空间扫描机构的角动量与时间轴包络的面积相等；

S2、信息采集：星载计算机采集空间扫描机构的启动时刻信息和运动过程中的换向时刻信息；

S3、计算输出反作用飞轮最终转速：星载计算机根据步骤S1得到的角动量前馈补偿模型，结合步骤S2的采集信息，输出反作用飞轮的最终转速，实现对空间扫描机构的角动量前馈补偿。

2.根据权利要求1所述的空间扫描机构的角动量前馈补偿方法，其特征在于，所述步骤S2中，信息采集方法包括：

S21、采集空间扫描机构的启动时刻信息并进行编码，输出给星载计算机；

S22、采集空间扫描机构运动过程中的换向时刻信息并进行编码，输出给星载计算机。

3.根据权利要求1所述的空间扫描机构的角动量前馈补偿方法，其特征在于，所述步骤S3中，反作用飞轮最终转速的计算方法如下：

S31、根据步骤S1得到的角动量前馈补偿模型，结合步骤S2的 采集到的信息，按照下式计算反作用飞轮前馈补偿转速ω：

其中，H为步骤S1中的角动量前馈补偿模型实时得出的角动量，单位Nms，J为反作用飞轮的转动惯量，单位kgm²；

S32、将步骤S31得到的反作用飞轮前馈补偿转速ω与反作用飞轮当前转速ω₀进行叠加，输出反作用飞轮的最终转速。

4.一种空间扫描机构的角动量前馈补偿系统，其特征在于，包括以下模块，

角动量前馈补偿模型构建模块：根据空间扫描机构的扫描运动模型构建角动量前馈补偿模型；角动量前馈补偿模型的构建方法包括：

S11、将空间扫描机构的扫描运动模型表述为角动量与时间的关系式；

S12、将步骤S11中的角动量与时间的关系式按照1/2正弦周期加速、减速及匀速的规律重新描述得到角动量前馈补偿模型，使得角动量前馈补偿模型中的角动量与时间轴包络的面积和空间扫描机构的角动量与时间轴包络的面积相等；

信息采集模块：星载计算机采集空间扫描机构的启动时刻信息和运动过程中的换向时刻信息；

反作用飞轮最终转速的计算输出模块：星载计算机根据角动量前馈补偿模型构建模块得到的角动量前馈补偿模型，结合信息采集模块的采集的信息，输出反作用飞轮的最终转速，实现对空间扫描机构的角动量前馈补偿。

5.根据权利要求4所述的空间扫描机构的角动量前馈补偿系统，其特征在于，所述信息采集模块的信息采集方法包括：

S21、采集空间扫描机构的启动时刻信息并进行编码，输出给星载计算机；

S22、采集空间扫描机构运动过程中的换向时刻信息并进行编码，输出给星载计算机。

6.根据权利要求4所述的空间扫描机构的角动量前馈补偿系统，其特征在于，所述反作用飞轮最终转速的计算输出模块中，反作用飞轮最终转速的计算方法如下：

S31、根据步骤S1得到的角动量前馈补偿模型，结合步骤S2的 采集到的信息，按照下式计算反作用飞轮前馈补偿转速ω：

其中，H为步骤S1中的角动量前馈补偿模型实时得出的角动量，单位Nms，J为反作用飞轮的转动惯量，单位kgm²；

S32、将步骤S31得到的反作用飞轮前馈补偿转速ω与反作用飞轮稳态控制转速ω₀进行叠加，输出反作用飞轮的最终转速。