[发明专利]一种二体星型空间绳系编队系统构型保持协调控制方法

摘要

本发明提出一种二体星型空间绳系编队系统构型保持协调控制方法，首先建立一种二体星型空间绳系编队系统构型保持协调控制方法；以两个旋臂的绳系拉力和主航天器的自旋扭矩作为控制输出量，设计构型保持控制器；设定误差阀值系数初值，采用构型保持控制器对二体星型空间绳系编队系统在自旋运动过程中产生的旋臂角误差和自旋转速误差进行控制。实际应用中，可以通过调节误差阀值系数的大小来获得不同的控制效果，以兼顾燃料消耗和控制时间的要求。该协调控制方法为二体星型空间绳系编队系统的构型保持控制方面的研究提供了理论支持。

主权项

一种二体星型空间绳系编队系统构型保持协调控制方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：建立线性的二体星型空间绳系编队系统构型保持控制模型其中u＝[ΔT₁ ΔT₂ αΔM]^T，和为两个旋臂的旋臂角误差，Δω为自旋转速误差，ΔT₁和ΔT₂为两个旋臂的绳系拉力控制量，ΔM为主航天器的自旋扭矩控制量；$A=\left[\begin{array}{ccc}0& 0& c\\ 0& 0& c\\ a/c& a/c& 0\end{array}\right],B=\left[\begin{array}{ccc}d& 0& 0\\ 0& d& 0\\ 0& 0& 1/I\end{array}\right],\mathrm{\α}=\left\{\begin{array}{cc}0& \left|x\right|\≤E\\ 1& \left|x\right|>E\end{array}\right.,\left\{\begin{array}{c}a=-\frac{m{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}^2{r}_0{(r_0+L)}^2}{\mathrm{IL}}\\ c=-\frac{(r_0+L)}{L}\\ d=\frac{1}{2\mathrm{mL}\stackrel{\‾}{\mathrm{\ω}}}\end{array}\right.$m为子航天器的质量，为二体星型空间绳系编队系统匀速自旋情况下编队的自旋转速，r₀为主航天器的自旋半径，L为旋臂的长度，I为主航天器转动惯量，E为误差阀值系数；步骤2：根据步骤1建立的线性二体星型空间绳系编队系统构型保持控制模型，以两个旋臂的绳系拉力和主航天器的自旋扭矩作为控制输出量，设计构型保持控制器；步骤3：设定误差阀值系数E初值，采用步骤2设计的构型保持控制器对二体星型空间绳系编队系统在自旋运动过程中产生的旋臂角误差和和自旋转速误差Δω进行控制。