[发明专利]一种唯星敏定姿定速的欠测量干扰抑制姿态控制方法

权利要求书

1.一种唯星敏定姿定速的欠测量干扰抑制姿态控制方法，其特征在于步骤如下：

(1)星敏感器接收控制计算机发出的同步信号，使得星敏感器测量数据的测量时刻与控制计算机的控制周期同步；

(2)如果当前控制周期有新的星敏感器测量数据发送回来，则执行步骤(3a)-(3h)；如果当前控制周期没有新的星敏感器测量数据发送回来，则执行步骤(4a)-(4c)；

(3a)采用星敏感器测量的姿态四元素数据直接计算出航天器当前时刻t1的惯性姿态角θ_i；

(3b)采用当前时刻t1的星敏感器测量的姿态四元素数据q1和当前时刻t1前的某一时刻t2的星敏感器测量的姿态四元素数据q2，计算当前姿态平均角速度ω1，并记

(3c)采用t2时刻的星敏感器测量的姿态四元素数据q2和t2时刻前的某一时刻t3的星敏感器测量的姿态四元素数据q3，计算次时刻t2的姿态角速度ω2；

(3d)计算t1时刻至t3时刻间的平均角速度ω；

(3e)计算t1时刻至t3时刻间的星体受到的力矩冲量dT；

(3f)计算t1时刻至t3时刻间的星体受到的干扰力矩冲量dM_d；

(3g)计算得到干扰力矩M_d；

(3h)采用α-β滤波对干扰力矩计算值进行滤波估计，获得当前时刻干扰力矩估计值M_d,i；并转到步骤(5)；

(4a)根据运动学方程，采用外推方法计算出航天器当前时刻t1惯性姿态角θ_i；

(4b)假设干扰力矩不变，得到当前时刻干扰力矩，即

M_d,i＝M_d,i-1

其中M_d,i-1是上一拍的干扰力矩估计值，M_d,0＝0；

(4c)根据动力学方程，采用外推方法计算出航天器当前惯性姿态角速度并转到步骤(5)；

(5)计算控制器的输出，得到控制力矩，完成航天器的姿态控制。

2.根据权利要求1所述的一种唯星敏定姿定速的欠测量干扰抑制姿态控制方法，其特征在于：所述步骤(3b)中计算当前姿态平均角速度ω1的具体过程为：

计算得到姿态四元素数据q1和姿态四元素数据q2的误差四元数q_e：

q_e(1)＝-q₂(1)*q₁(4)-q₂(2)*q₁(3)+q₂(3)*q₁(2)+q₂(4)*q₁(1)

q_e(2)＝q₂(1)*q₁(3)-q₂(2)*q₁(4)-q₂(3)*q₁(1)+q₂(1)*q₁(2)

q_e(3)＝-q₂(1)*q₁(2)+q₂(2)*q₁(1)-q₂(3)*q₁(4)+q₂(4)*q₁(3)

q_e(4)＝q₂(1)*q₁(1)+q₂(2)*q₁(2)+q₂(3)*q₁(3)+q₂(4)*q₁(4)

其中q(i)，i＝1,2,3,4，为四元素q的第i个元素，所述四元素q包括q₁、q₂和q_e，则当前姿态平均角速度ω1