[发明专利]动量轮组动态连续机动轨迹优选方法及装置

权利要求书

1.一种动量轮组动态连续机动轨迹优选方法，其特征在于，包括：

获取待选的多组机动轨迹；

将每一组机动轨迹分别输入至预设计算模型中，以使所述计算模型针对输入的每一组当前机动轨迹均执行如下计算：将当前机动轨迹划分为多个离散时刻，并计算动量轮组在每一个离散时刻的角动量矢量；根据每一个离散时刻的角动量矢量计算对应离散时刻的包络面距离；判定每一个离散时刻的包络面距离是否均为负数，若是，则判定当前机动轨迹为可行机动轨迹；若当前机动轨迹为可行机动轨迹，则将每一个离散时刻的包络面距离的加权和的绝对值，输出为该可行机动轨迹的机动角动量裕度；

将可行机动轨迹中的最大机动角动量裕度所对应的机动轨迹，作为优选机动轨迹；

针对每一个离散时刻，动量轮组的角动量矢量的计算方式为：

其中，为动量轮组在第t个离散时刻的角动量矢量，t的取值范围为[1,M]；为动量轮组包括的动量轮的数量，N为不小于3的整数；为机动过程中第k个动量轮在第t个离散时刻的转速；为第k个动量轮的惯量，为第k个动量轮在航天器本体坐标系中的转轴方向单位矢量；

所述根据每一个离散时刻的角动量矢量计算对应离散时刻的包络面距离，包括：

确定动量轮组所形成角动量包络体的包络参数；所述角动量包络体由多个包络面组成；

针对每一个离散时刻，根据所述包络参数计算该离散时刻的角动量矢量到每一个包络面的距离，并将最大距离确定为该离散时刻的包络面距离；

利用如下公式计算该离散时刻的角动量矢量到其中一个包络面的距离：

其中，为该离散时刻的角动量矢量；为该包络面上任意一个顶点的坐标；为该包络面的法向量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将当前机动轨迹划分为多个离散时刻，包括：

按照当前机动轨迹的起点至终点的顺序，以固定时长作为步长，将当前机动轨迹等间隔划分为多个离散时刻。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述包络参数包括：每一个包络面的法向量和形成每一个包络面的各顶点坐标；

所述确定动量轮组所形成角动量包络体的包络参数，包括：

从动量轮组中取第i个和第j个动量轮进行组合，可得到组动量轮对，每组动量轮对形成一个包络面；其中，N为动量轮组内的动量轮数量，i、j=1，2，…N，且；

包络面的法向量通过如下公式计算得到：

其中，、分别为第i个动量轮和第j个动量轮在航天器本体坐标系中的转轴方向单位矢量；

包络面的各顶点的确定方式包括：在包络面上，动量轮的角动量在最值到最值之间变化，当第i个动量轮和第j个动量轮分别对应的角动量和，取不同正负号的最值时可得到四组不同的组合，每一组组合对应该包络面的一个顶点。