[发明专利]用于卫星姿轨控通用测试的推力器信号处理方法及系统

说明书

本发明提供了一种用于卫星姿轨控通用测试的推力器信号处理方法及系统，根据推力器上检测到的压力信号计算当前推力大小；根据安装矩阵和推力大小，计算推力器工作时作用在卫星本体坐标系下的力和力矩；通过I/O采集板卡采集推力器喷气脉冲，根据采集到的推力器喷气时长，并叠加至卫星姿态动力学模型进行数值积分计算。本发明中推力大小在标称推力基础上可根据压力进行当前推力计算，适用于不同大小推力器，动力学中推力器安装矩阵可以配置输入，适用于不同卫星型号，因此本方法具有较好的通用性。

技术领域

本发明设计信号处理方法，具体地，涉及一种用于卫星姿轨控通用测试的推力器信号处理方法及系统。

背景技术

卫星姿轨控通用测试设备是为了满足不同型号姿轨控分系统各阶段测试的一种通用化设备。推力器主要用于卫星姿态和轨道控制，是卫星不可缺少的一种执行机构。不同型号使用的推力器大小规格、数量存在差异，对地面测试设备的需求不一样。不同型号分别针对自身需求研制投产专用地面设备，往往会造成极大的资源浪费，影响型号研制效率。因此需要研制通用的姿轨控综合测试设备，通用推力器信号的处理是其中重要组成部分。

文献1中提到了一种小卫星闭环模拟设备，该设备用于卫星姿态半物理仿真测试。文献中重点阐述了敏感器的模拟和无线通讯模块的设计方案，对执行机构，特别是推力器信号的采集未进行研究。

文献2中提到了一种卫星姿轨控半物理仿真测试系统，介绍了模拟电源、电信号源。程序加载等，但是未将推力器通用信号采集作为研究对象。

文献3中提到了一种基于PXI_VxWorks的卫星姿轨控仿真测试系统的设计与实现方案，针对测试系统方案通用化、实时性进行了研究，介绍了VxWorks动力学设计方案以及总线架构。也未将推力器信号的采集与应用作用研究对象。

专利200910312925.9“小卫星执行机构的状态信息采集装置”中提到了一种小卫星执行机构的状态信息采集装置，提供了一种集成的检测多类卫星执行机构部件状态信息的方案。但是仅针对于小卫星，通用性比较差。

专利200810124773.5“小卫星姿态控制可靠性验证的仿真测试设备及其测试方法”中，介绍了卫星姿态控制可靠性验证的仿真测试设备及测试方法。专利中提出对飞轮信号的采集与故障模拟，但未涉及具体的推力器信号处理方法。

[1]陈东栋.小卫星闭环模拟设备研制[D].哈尔滨工业大学,2015.06.

[2]张怡文,刘曌，陈杭.卫星姿轨控半物理仿真测试系统[J].计算机测量与控制,2017,25(11).

[3]彭瑞.基于PXI_VxWorks的卫星姿轨控仿真测试系统的设计与实现[D].上海交通大学，2011年7月。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于卫星姿轨控通用测试的推力器信号处理方法及系统。

根据本发明提供的一种用于卫星姿轨控通用测试的推力器信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：推力大小计算；

步骤B：安装矩阵配置；

步骤C：力和力矩计算；

步骤D：力和力矩叠加至动力学。

优选的，所述步骤A中，根据推力器上的传感器采集到的压力信号，计算出推力的大小，推力大小计算公式如下所述：

F＝a0+a1·P+a2·P²

式中，P表示压力传感器采集的管路处压力，a0、a1、a2为与推力器特性相关的标定系数，该系数根据实际推力器标定结果可以配置修改。