[发明专利]一种趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法

摘要

本发明公开了一种趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法，在控制力矩陀螺群框架角空间对框架角运动进行全局的路径规划，通过设定框架角运动的目标框架角并制定运动过程中对奇异点的回避策略，实现对框架角位置的直观控制和框架角速度的有效限制，能够有效实现卫星相对任意轴向进行任意角度的频繁姿态机动。本发明提供的趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法，控制力矩陀螺群在输出控制力矩过程中，框架角位置可控，当前状态与奇异状态之间的关系明确，操纵律物理意义清晰，在频繁机动任务中可靠性更高。

主权项

一种趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1，根据控制力矩陀螺群当前框架角位置，计算力矩矩阵C、奇异量度D和投影矩阵R；步骤S2，根据姿态控制算法给出的指令力矩Tc和步骤S1中得到的参数，计算框架转速指令中对应的力矩产生运动和指令力矩Tc对应的饱和奇异框架角状态δsj(j＝1)，并在此基础上计算指令力矩Tc对应的剩下的2n‑1个奇异框架角状态δsj(j＝2，...，2n)；步骤S3，计算2n个奇异框架角状态的评价指标tj并排序，获得评价指标tj取得最小正值时对应的奇异框架角状态δsk；步骤S4，判断当前所处姿态机动阶段，针对不同阶段设定相应的机动目标框架角和零运动大小上限值；步骤S5，根据约束条件确定不同阶段零运动大小的约束系数，综合比较获得最终零运动大小，并与力矩产生运动合并，输出控制力矩陀螺群框架转速指令。