[发明专利]一种矢量调节转动机构转动角度的计算方法及装置有效
| 申请号： | 202010738881.2 | 申请日： | 2020-07-28 |
| 公开（公告）号： | CN112066943B | 公开（公告）日： | 2022-04-12 |
| 发明（设计）人： | 王海强;张旭;刘丹;仲小清;张承巍 | 申请（专利权）人： | 中国空间技术研究院 |
| 主分类号： | G01C1/00 | 分类号： | G01C1/00 |
| 代理公司： | 中国航天科技专利中心 11009 | 代理人： | 王永芳 |
| 地址： | 100194 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 矢量 调节 转动 机构 角度 计算方法 装置 | ||
1.一种矢量调节转动机构转动角度的计算方法，其特征在于，包括：
在卫星坐标系下，确定目标点的位置信息、矢量调节转动机构中转动轴的安装信息以及推力器矢量的空间信息，其中，所述安装信息包括上轴的安装信息和下轴的安装信息；
根据所述位置信息、所述安装信息以及所述空间信息计算所述推力器对应的矢量和所述目标点组成的平面与所述下轴垂直时所述上轴的转动角度；
根据所述位置信息、所述安装信息、所述空间信息以及所述上轴的转动角度计算所述推力器对应的矢量穿过所述目标点时所述下轴的转动角度；
所述目标点的位置信息表示为[xr,yr,zr]T；
所述上轴的安装信息包括：所述上轴与所述卫星坐标系中y轴平行，且穿过点[xp1,0,zp1]T，所述上轴转动的角度定义为θe，θe∈(-90°，+90°)；
所述下轴的安装信息包括：所述下轴的空间位置随所述上轴的转动而转动，当θe位于预设的0位时，所述下轴与所述卫星坐标系x轴平行，且所述下轴穿过点[0,yp2,zp2]T，所述下轴转动的角度定义为
所述推力器矢量的空间信息包括：所述推力器矢量的空间指向随所述下轴的转动而转动，当θe位于预设的0位且也位于预设的0位时，所述推力器矢量平行于卫星坐标系z轴，且穿过卫星坐标系中的点[xpt,ypt,0]T；
根据所述位置信息、所述安装信息以及所述空间信息计算所述推力器对应的矢量和所述目标点组成的平面与所述下轴垂直时所述上轴的转动角度，包括：
建立所述上轴绕动的随动坐标系Oyt；
根据预设的坐标变换关系，确定所述推力器对应的矢量和所述目标点组成的平面与所述下轴垂直时，Oyt坐标系中所述目标点的x轴坐标以及所述推力器矢量的x轴坐标；
根据所述目标点的x轴坐标以及所述推力器矢量的x轴坐标计算所述上轴的转动角度；
根据所述目标点的x轴坐标以及所述推力器矢量的x轴坐标计算所述上轴的转动角度，包括：
通过如下公式计算所述上轴的转动角度：
xpt-xp1＝cosθe*(xr-xp1)-sinθe*(zr-zp1)
其中，xpt-xp1表示Oyt坐标系中所述目标点的x轴坐标；cosθe*(xr-xp1)-sinθe*(zr-zp1)表示Oyt坐标系中所述推力器矢量的x轴坐标；
根据所述位置信息、所述安装信息、所述空间信息以及所述上轴的转动角度计算所述推力器对应的矢量穿过所述目标点时所述下轴的转动角度，包括：
根据所述上轴的转动角度计算所述目标点在所述Oyt坐标系中y轴坐标以及z轴坐标，建立所述下轴绕动的随动Oxt 坐标系；
确定所述目标点在所述Oxt坐标系中y轴坐标，根据所述目标点在Oyt坐标系中y轴坐标、z轴坐标以及所述目标点在所述Oxt坐标系中y轴坐标计算所述下轴转动角；
根据所述目标点在Oyt坐标系中y轴坐标、z轴坐标以及所述目标点在所述Oxt坐标系中y轴坐标计算所述下轴转动角，包括：
通过如下公式计算所述下轴转动角度：
lryz＝sinθe*(xr-xp1)+cosθe*(zr-zp1)
其中，ypt-yp2表示所述目标点在Oyt坐标系中y轴坐标；表示所述目标点在Oxt坐标系中y轴坐标；lryz表示所述目标点在Oyt坐标系中z轴坐标。
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