[发明专利]一种可靠太阳帆板自主跟踪太阳控制方法

摘要

本发明揭示了一种可靠帆板自主跟踪太阳的控制方法。为满足卫星上能源需求，星上安装具有一维转动功能的太阳帆板，通过控制帆板转动和卫星姿态使得帆板法线指向太阳。本发明无需在帆板上安装太阳敏感器，也无需利用星上敏感器测量太阳矢量的信息和卫星当前姿态，仅根据太阳模型和卫星轨道完成帆板转动目标角度计算，然后通过设计合理角度阈值设置不同控制区域，根据划分控制区域控制帆板按照不同模式工作，通过选择合理阈值可以减少帆板在不同模式之间切换，避免帆板频繁停转对卫星姿态扰动和电机工作寿命的影响。本发明提出的帆板自主跟踪太阳的方法简单有效，实现成本低，便于工程实现。

主权项

1.一种可靠帆板自主跟踪太阳的控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一、根据卫星轨道系下太阳矢量，计算帆板需要转动目标转角，所述太阳矢量通过太阳模型和卫星位置计算得到，目标转角定义为本体系太阳矢量在XOZ面的投影与各帆板驱动机构零位所指轴向的夹角，顺时针方向为正；步骤二、根据帆板当前转动目标转角和绝对转角，计算帆板转动角度偏差，通过归一化判断，找到帆板转动最小路径，包括：(1)分别计算两侧帆板的转动方向：‑Y侧：绝对转角≤180°，0°≤q≤180°：方向a＝0(正)，否则a＝1(反)；+Y侧：绝对转角＞180°，‑180°≤q≤0°：方向a＝1，否则a＝0；(2)分别计算两侧转动角度 偏差大小：‑Y侧：|q|≤180°，q＝|q|；+Y侧：|q|>180°，q＝360°‑|q|；步骤三、按照帆板对日控制精度要求，根据当前转动角度偏差设计合理控制策略，控制帆板以不同工作模式转动，避免帆板频繁停转和帆板不同模式切换带来对姿态和帆板驱动机构寿命的影响，控制策略包括：根据转动角度偏差设置转动标志，当转动标志不为0且帆板驱动机构工作模式不为巡航模式时，帆板按巡航模式转动；当转动标志为0且帆板驱动机构工作模式不为保持模式时，帆板驱动机构为保持模式，当两侧帆板转动标志不一致时，分别设置两侧帆板驱动的工作模式。