[发明专利]分体式卫星在轨两舱质心辨识方法及系统

权利要求书

1.一种分体式卫星在轨两舱质心辨识方法，其特征在于，包括步骤：

驱动步骤：将分体式卫星两舱间重复锁紧机构断电，给两舱间磁浮作动器通电，产生大小已知的磁控力，驱动两舱运动；

采集步骤：使分体式卫星的控制系统保持开环不控，采集分体式卫星在轨两舱的三轴角速度信息，拟合角速度曲线，得到三轴角加速度；

控制力矩解算步骤：根据采集步骤得到的三轴角加速度，再结合两舱转动惯量特征，解算得到作用于两舱质心的控制力矩；

三轴质心位置解算步骤：根据控制力矩解算步骤得到的作用于两舱质心的控制力矩，再结合磁浮作动器的安装位置，解算得到两舱三轴质心位置。

2.根据权利要求1所述的分体式卫星在轨两舱质心辨识方法，其特征在于，在分体式卫星在轨两舱之间配置多台磁浮作动器，用于完成载荷舱三轴姿态控制和两舱间相对质心位置控制，取其中一台，输出二维磁控力，作用于平台舱的磁控力为F_cfb，作用于载荷舱的磁控力为F_cfp，F_cfb和F_cfp计算公式分别为：

其中，F_bx为作用于平台舱沿X向作用力，F_bz为作用于平台舱沿Z向作用力，F_px为作用于载荷舱沿X向作用力，F_pz为作用于载荷舱沿Z向作用力，根据牛顿第三定律可知，有如下公式关系：

设磁浮作动器线圈部分力作用点在平台舱机械坐标系中的位置矢量为P_cfb，磁钢部分力作用点在载荷舱机械坐标系中的位置矢量为P_cfp，平台舱质心在平台舱机械坐标系中的位置矢量为M_b，载荷舱质心在载荷舱机械坐标系中的位置矢量为M_p，则绕平台舱质心的作用力矩T_cfb和绕载荷舱质心的作用力矩T_cfb为如下公式：

3.根据权利要求2所述的分体式卫星在轨两舱质心辨识方法，其特征在于，设两舱角速度分别为ω_b和ω_p，设两舱转动惯量矩阵分别为J_b和J_p，则可得两舱角加速度和为：

角速度信息通过两舱配置的陀螺敏感获得，通过线性拟合得到角加速度。

4.根据权利要求3所述的分体式卫星在轨两舱质心辨识方法，其特征在于，设在磁浮作动器输出磁控力期间，陀螺敏感得到的两舱角速度分别为和ω_bg和ω_pg，通过拟合得到

a_b为平台舱角加速度，b_b为平台舱角速度常值分量，a_p为载荷舱角加速度，b_p为载荷舱角速度常值分量，t为磁控力输出时间，从而得到两舱受到的作用力矩T_b和T_p为

5.根据权利要求4所述的分体式卫星在轨两舱质心辨识方法，其特征在于，结合式(3)和式(6)，可得两舱质心位置矢量M_b、M_p为

6.一种分体式卫星在轨两舱质心辨识系统，其特征在于，包括：

驱动模块：将分体式卫星两舱间重复锁紧机构断电，给两舱间磁浮作动器通电，产生大小已知的磁控力，驱动两舱运动；

采集模块：使分体式卫星的控制系统保持开环不控，采集分体式卫星在轨两舱的三轴角速度信息，拟合角速度曲线，得到三轴角加速度；

控制力矩解算模块：根据采集模块得到的三轴角加速度，再结合两舱转动惯量特征，解算得到作用于两舱质心的控制力矩；

三轴质心位置解算模块：根据控制力矩解算模块得到的作用于两舱质心的控制力矩，再结合磁浮作动器的安装位置，解算得到两舱三轴质心位置。