[发明专利]卫星推力偏心力矩控制装置及方法

权利要求书

1.一种卫星推力偏心力矩控制装置，其特征在于，所述装置包括：底板(1)、控制器(2)、质量块(3)、第一方向驱动单元(4)、第二方向驱动单元(5)和角速度测量单元；

所述控制器(2)、所述质量块(3)、所述第一方向驱动单元(4)和所述第二方向驱动单元(5)设置在所述底板(1)上，且第一方向垂直于第二方向，所述质量块(3)分别与所述第一方向驱动单元(4)和所述第二方向驱动单元(5)连接，用于在所述第一方向驱动单元(4)和/或所述第二方向驱动单元(5)的驱动下沿第一方向和/或第二方向移动；

所述第一方向驱动单元(4)、所述第二方向驱动单元(5)和所述角速度测量单元分别与所述控制器(2)连接；

所述角速度测量单元，用于测量卫星的角速度参数，并将角速度参数发送给所述控制器(2)；

所述控制器(2)，用于根据角速度参数控制所述第一方向驱动单元(4)和/或所述第二方向驱动单元(5)动作；

所述控制器根据角速度参数，利用下述公式一和公式二获取质量块(3)在第一方向和第二方向上的调整量：

式中，Δy为当前控制周期质量块(3)在第一方向上的调整量；

ω_z为当前时刻卫星在第二方向上的角速度；

为当前时刻卫星在第二方向上的角加速度；

A_z为当前时刻卫星在第二方向上的姿态角偏差；

Δz为当前控制周期质量块(3)在第二方向上的调整量；

ω_y为当前时刻卫星在第一方向上的角速度；

为当前时刻卫星在第一方向上的角加速度；

A_y为当前时刻卫星在第一方向上的姿态角偏差；

M₁为第一方向驱动单元(4)的质量；

M₂为质量块(3)的质量；

M₀为除去第一方向驱动单元(4)和质量块(3)外卫星平台的其余质量；

P、I、D分别为PID控制参数。

2.根据权利要求1所述的卫星推力偏心力矩控制装置，其特征在于，所述第一方向驱动单元(4)包括：横梁(41)、第一丝杠(42)和第一电机(43)；

所述第一电机(43)设置于所述横梁(41)的一端，所述第一丝杠(42)与所述第一电机(43)的输出轴连接，所述质量块(3)可沿轴向滑移地设置在所述横梁(41)上，所述第一丝杠(42)以螺纹连接方式穿过所述质量块(3)，用于带动所述质量块(3)沿第一方向平移。

3.根据权利要求2所述的卫星推力偏心力矩控制装置，其特征在于，所述横梁(41)上设置有与所述质量块(3)相适配的导轨(44)。

4.根据权利要求2所述的卫星推力偏心力矩控制装置，其特征在于，所述横梁(41)的两端分别设置有第一方向轴承(45)，所述第一丝杠(42)的两端限位于所述第一方向轴承(45)内。

5.根据权利要求2所述的卫星推力偏心力矩控制装置，其特征在于，所述第二方向驱动单元(5)包括：第二丝杠(51)、第二电机(52)、第一限位杆(53)和第二限位杆(54)；

所述第一限位杆(53)和所述第二限位杆(54)分别垂直与所述横梁(41)地穿过所述横梁(41)的两端；

所述横梁(41)的底面设置有与所述第二丝杠(51)相适配的螺母，所述第二丝杠(51)与所述第二电机(52)连接，并穿过所述螺母，所述第二丝杠(51)转动时，带动所述横梁(41)沿第二方向平移。

6.根据权利要求5所述的卫星推力偏心力矩控制装置，其特征在于，所述第二丝杠(51)的两端设置有第二方向轴承(55)，所述第二丝杠(51)的两端分别限位于所述第二方向轴承(55)内。

7.根据权利要求5或6所述的卫星推力偏心力矩控制装置，其特征在于，所述第一电机(43)和所述第二电机(52)为步进电机。