[发明专利]一种电推力器位置保持推力分配方法和系统

说明书

本发明公开了一种电推力器位置保持推力分配方法和系统，该方法包括：根据位置保持漂移率控制量，确定两台电推力器的法向指向档位；根据确定的两台电推力器的法向指向档位，分别计算得到第一电推力器的目标推力方向[X_n,Y_n,Z_n]和开机时长Δt_n，以及第二电推力器的目标推力方向[X_s,Y_s,Z_s]和开机时长Δt_s；计算得到第一理论矢量调节机构转速ω_n和第二理论矢量调节机构转速ω_s；将[X_n,Y_n,Z_n]和Δt_n分配给第一电推力器，将[X_s,Y_s,Z_s]和Δt_s分配给第二电推力器，将ω_n分配给第一矢量调节机构，将ω_s分配给第二矢量调节机构。本发明采用完全解析的方法计算电推力器开机时长和速度增量，充分考虑了实际工程约束，可满足静止轨道卫星的位置保持任务需求。

技术领域

本发明属于卫星姿态与轨道控制技术领域，尤其涉及一种电推力器位置保持推力分配方法和系统。

背景技术

目前，国内外在轨的电推进卫星要么利用四台电推力器进行东西、南北向的联合位置保持控制，要么利用二台电推力器仅进行南北位保控制，以上推进方式若直接应用于双机械臂+两台推力器布局的简单配置电推进卫星，具有以下不足之处：推力器开机次数更多，可能推力器寿命和燃料消耗机械臂型矢量调节机构的实际约束。

因此，需要设计出一种针对简单配置构型电推进卫星的，考虑开机次数、矢量调节机构限制的位置保持推力分配方法，以延长静止轨道电推进卫星寿命，增加可靠性。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种电推力器位置保持推力分配方法和系统，采用完全解析的方法计算电推力器开机时长和速度增量，充分考虑了实际工程约束，可满足静止轨道卫星的位置保持任务需求。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种电推力器位置保持推力分配方法，包括：

根据位置保持漂移率控制量，确定两台电推力器的法向指向档位；

根据确定的两台电推力器的法向指向档位，分别计算得到第一电推力器的目标推力方向[X_n,Y_n,Z_n]和开机时长Δt_n，以及第二电推力器的目标推力方向[X_s,Y_s,Z_s]和开机时长Δt_s；

根据[X_n,Y_n,Z_n]和[X_s,Y_s,Z_s]，计算得到第一理论矢量调节机构转速ω_n和第二理论矢量调节机构转速ω_s；

将计算得到的[X_n,Y_n,Z_n]和Δt_n分配给第一电推力器，将计算得到的[X_s,Y_s,Z_s]和Δt_s分配给第二电推力器，将计算得到的ω_n分配给第一矢量调节机构，将计算得到的ω_s分配给第二矢量调节机构。

在上述电推力器位置保持推力分配方法中，根据位置保持漂移率控制量，确定两台电推力器的法向指向档位，包括：

确定轨道坐标系下推力方向的单位矢量[X,Y,Z]；其中，轨道坐标系的原点为卫星质心，X轴指向卫星前进方向，Z轴指向地面，Y轴与X轴和Z轴满足右手定则；