[发明专利]周期性干扰力矩辨识及补偿方法

说明书

本发明提供一种周期性干扰力矩辨识及补偿方法，用于对卫星所受周期性干扰力矩进行相位辨识及力矩补偿，对卫星施加定幅值、已知周期的控制力矩，对卫星上力矩补偿飞轮发送前馈补偿力矩指令，任意指定补偿力矩的初始相位，包括：实时测量卫星角速度并提取角速度波动变化范围；当所述角速度波动变化范围大于第一预设阈值时，判定需要进行相位移动控制，以初始相位为起点进行相位扫描，在相位扫描过程中，根据当前相位更新前馈补偿力矩；当所述角速度波动变化范围降低到第二预设阈值时，判定结束相位移动控制，当前相位即为干扰力矩相位，根据干扰力矩相位更新前馈补偿力矩。本发明可以实现对卫星的周期性干扰力矩进行辨识和补偿，提高卫星控制精度。

技术领域

本发明涉及航天器技术领域，特别涉及一种周期性干扰力矩辨识及补偿方法。

背景技术

随着航天任务的不断发展，卫星所具备的功能也越来越多，控制系统设计对卫星的控制精度、姿态稳定度的要求也越来越高。对于卫星上某些大型的转动部件，在其高速转动时，由于质心偏移的存在，卫星会受到周期性的干扰力矩，该力矩会一定程度上影响卫星姿态稳定度。同时，若干扰力矩的频率与星上挠性附件某些频率接近时，可能会引起挠性附件的振动，对卫星带来更大的干扰。

因此，需要提供一种可根据卫星在轨信息精确辨识周期性干扰力矩的方法，实现精确补偿，提高卫星控制精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种周期性干扰力矩辨识及补偿方法、电子设备及可读存储介质，以实现对卫星周期性干扰力矩进行辨识和补偿，提高卫星控制精度。

为达到上述目的，本发明提供一种周期性干扰力矩辨识及补偿方法，用于对卫星所受周期性干扰力矩进行相位辨识及力矩补偿，对卫星施加定幅值、已知周期的控制力矩，对卫星上力矩补偿飞轮发送前馈补偿力矩指令，任意指定补偿力矩的初始相位，包括：

S1、实时测量卫星角速度并提取角速度波动变化范围；

S2、当所述角速度波动变化范围大于第一预设阈值时，判定需要进行相位移动控制，以所述初始相位为起点进行相位扫描，在相位扫描过程中，根据当前相位更新前馈补偿力矩；

S3、当所述角速度波动变化范围降低到小于第二预设阈值时，判定结束相位移动控制，当前相位即为干扰力矩相位，根据所述干扰力矩相位更新前馈补偿力矩；其中，所述第二预设阈值小于所述第一预设阈值。

进一步的，在上述周期性干扰力矩辨识及补偿方法中，S2中相位扫描包括：以所述初始相位为起点，按给定方向以定步长改变相位，实现相位的单调递增或单调递减：

采用以下公式计算当前相位φ(k)：φ(k)＝φ(k-1)+P_dirΔφ；

式中，φ(k-1)为上一相位，P_dir表示相位移动控制方向，Δφ为相位移动步长。

进一步的，在上述周期性干扰力矩辨识及补偿方法中，在S2相位扫描过程中，若所述角速度波动变化范围呈缩小趋势，则继续按当前相位扫描方向进行；反之，则反向进行。

进一步的，在上述周期性干扰力矩辨识及补偿方法中，在S2相位扫描过程中，每间隔预设时长判断所述角速度波动变化范围是否呈缩小趋势。

进一步的，在上述周期性干扰力矩辨识及补偿方法中，在S1中实时测量卫星的角速度提取角速度波动变化范围，包括：

以卫星的控制周期为采样间隔，对卫星的角速度进行采样；

对采样点进行堆栈式及平均化处理，获得角速度波动变化范围。