[发明专利]一种处于推力器死区内提高卫星姿态控制精度的方法

说明书

本发明公开了一种处于推力器死区内提高卫星姿态控制精度的方法，其特征在于，该方法通过控制卫星上设置的推力器组合来控制卫星的卫星姿态，推力器组合包括若干推力器，该方法包括：获取卫星的控制信息，其中，控制信息由测量敏感器实时获取；根据控制信息计算得到若干时间脉冲指令，其中，若干时间脉冲指令用于分别控制若干推力器，以使卫星满足任务指标要求；将时间脉冲指令发送至对应的推力器；判断卫星的姿态幅值是否超过任务指标要求和/或测量敏感器的采样周期是否超过卫星计算机的采样周期，若是，将当前节拍的时间脉冲指令扩大设定倍数并将扩大设定倍数的时间脉冲指令发送至对应的推力器。

技术领域

本发明涉及卫星姿态控制技术领域，具体涉及一种处于推力器死区内提高卫星姿态控制精度的方法。

背景技术

随着航天业的飞速发展，卫星领域技术日渐完善成熟，为了适应载荷在轨各种任务，对姿态控制指标要求越来越严格。为了节省成本，很多卫星姿轨控平台配置的单机，性能指标均不高，为了满足载荷任务要求，对设计的算法精益求精，弥补配置单机性能的不足。

在卫星质量特性和推力器死区确定的情况下，姿态的控制精度由控制器的带宽决定，带宽越大控制精度越高，同时敏感器测量单机的噪声也同样会进入控制器带宽，会被系统放大，影响系统稳定性，因此在推力器控制下，如果干扰力矩较小，推力器大部分时间都工作在死区附近，想要进一步提高姿态控制精度，必须设计出新的控制方法，解决推力器死区对控制精度的制约影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处于推力器死区内提高卫星姿态控制精度的方法，能使有效载荷不降指标工作，满足卫星使用推力器进行工作的高精度需求，同时扩展了死区较大推力器的使用用途。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种处于推力器死区内提高卫星姿态控制精度的方法，该方法通过控制卫星上设置的推力器组合来控制所述卫星的卫星姿态，所述推力器组合包括若干推力器，该方法包括：

S1、获取所述卫星的控制信息，其中，所述控制信息由测量敏感器实时获取；

S2、根据所述控制信息计算得到若干时间脉冲指令，其中，所述若干时间脉冲指令用于分别控制所述若干推力器，以使所述卫星满足任务指标要求；

S3、将所述时间脉冲指令发送至对应的所述推力器；

S4、判断所述卫星的姿态幅值是否超过所述任务指标要求和/或所述测量敏感器的采样周期是否超过卫星计算机的采样周期，若是，将当前节拍的时间脉冲指令扩大设定倍数并将扩大设定倍数的时间脉冲指令发送至对应的推力器，若否，重复步骤S1。

进一步地，所述控制信息包括所述推力器组合中各推力器的角度信息和角速度信息。

进一步地，所述步骤S2具体包括：

S201、根据所述控制信息计算得到对应的控制力矩；

S202、根据所述控制力矩计算得到对应的时间脉冲指令。

进一步地，所述步骤S201、步骤S202由PID控制器执行，采用如下公式进行计算：

Mc＝Kp·α+Ki·∫α+Kd·ω

Mc·Ts＝Mr·Ton

式中，Kp为控制器比例环节系数，Ki为积分环节系数，Kd为微分环节系数，Mc为控制器输出为控制力矩，Mr为推力器可以提供的额定力矩，Ts为卫星上配置安装的计算机采样周期，Ton为推力器接收的时间脉冲信号指令。

进一步地，在将扩大设定倍数的时间脉冲指令发送至对应的推力器之前还包括：

判断扩大设定倍数的时间脉冲指令是否超过最小输出脉冲，若是，将扩大设定倍数的时间脉冲指令发送至对应的推力器，若否，重复步骤S4。