本發(fā)明涉及一種大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，特別是涉及一種星上有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

隨著航天遙感任務(wù)的不斷拓展和有效載荷技術(shù)的不斷發(fā)展，全天域全天時(shí)遙感觀測(cè)任務(wù)的需求越來(lái)越迫切，有效載荷機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)大干擾力矩對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定度的影響也越來(lái)越大。

目前關(guān)于星上有效載荷大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法的介紹較少，經(jīng)文獻(xiàn)檢索，中國(guó)發(fā)明專利號(hào)201310209592.3，專利名稱為“一種帶運(yùn)動(dòng)有效載荷衛(wèi)星的前饋力矩補(bǔ)償方法”，通過(guò)等效力矩補(bǔ)償、基于開(kāi)環(huán)的理論超前補(bǔ)償和時(shí)間標(biāo)定等手段，實(shí)現(xiàn)帶運(yùn)動(dòng)載荷的高精度高穩(wěn)定度控制。其應(yīng)用對(duì)象干擾力矩小，最大不到0.11Nm，經(jīng)仿真分析在小干擾力矩條件下，上述補(bǔ)償結(jié)果對(duì)等效力矩補(bǔ)償精度和時(shí)間不同步誤差影響不敏感。但目前新型衛(wèi)星大口徑有效載荷的掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)干擾力矩已達(dá)到1Nm左右，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)干擾力矩的顯著性，以及星上總線信息沖突導(dǎo)致時(shí)間延遲的時(shí)變性等，使得上述補(bǔ)償方式已無(wú)法滿足姿態(tài)穩(wěn)定度優(yōu)于5×10-4(°/s)的任務(wù)需求。

本發(fā)明通過(guò)設(shè)計(jì)與有效載荷運(yùn)動(dòng)特性匹配的專用力矩補(bǔ)償輪以及同步信號(hào)協(xié)同設(shè)計(jì)，提出一種專用力矩補(bǔ)償輪和飛輪組合的聯(lián)合衛(wèi)星有效載荷干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，高可靠地保證衛(wèi)星高姿態(tài)穩(wěn)定度指標(biāo)。目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)說(shuō)明，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種星上有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其實(shí)現(xiàn)高精度姿態(tài)穩(wěn)定度，以保證有效載荷干擾力矩與力矩補(bǔ)償輪補(bǔ)償力矩之間的高同步性，本發(fā)明在具有大干擾力矩的有效載荷之間，及其與力矩補(bǔ)償輪之間，設(shè)計(jì)專用的換向同步硬線，從而使得時(shí)間同步精度能夠優(yōu)于20us，相對(duì)傳統(tǒng)軟件校時(shí)方法大大提高了時(shí)統(tǒng)精度。

本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種星上有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其步驟主要包括：

步驟一，當(dāng)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)接收到中心管理計(jì)算機(jī)工作指令后，在啟動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加減速時(shí)刻通過(guò)串口向?qū)Ｓ昧匮a(bǔ)償輪發(fā)送當(dāng)前載荷的同步信息及當(dāng)前工作模式判別代碼，實(shí)現(xiàn)同步工作；

步驟二，單個(gè)力矩補(bǔ)償輪設(shè)計(jì)兩路具備接收功能的RS422接口分別接收兩個(gè)有效載荷的同步信息及當(dāng)前工作模式判別代碼；

步驟三，力矩補(bǔ)償輪串口接收有效載荷模式判別碼和同步信息后，立即啟動(dòng)該工作模式下的力矩補(bǔ)償方式，并根據(jù)加減速極性信號(hào)，判斷補(bǔ)償力矩的極性進(jìn)行前饋力矩補(bǔ)償；

步驟四，中心管理計(jì)算機(jī)接收地面修正量，通過(guò)RS422接口向力矩補(bǔ)償輪轉(zhuǎn)發(fā)地面上注的力矩補(bǔ)償量、力矩補(bǔ)償修正參數(shù)進(jìn)行在軌調(diào)整；一旦補(bǔ)償輪失效，中心管理計(jì)算機(jī)切換至飛輪組合補(bǔ)償工作模式，根據(jù)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)換向信號(hào)，實(shí)現(xiàn)有效載荷運(yùn)動(dòng)與飛輪組合地時(shí)間同步性，由中心管理計(jì)算機(jī)根據(jù)有效載荷工作模式向飛輪組合發(fā)送角動(dòng)量輔助補(bǔ)償量實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷干擾力矩的補(bǔ)償；

步驟五，對(duì)于具有多個(gè)大干擾力矩有效載荷的力矩補(bǔ)償方式，力矩補(bǔ)償輪在執(zhí)行補(bǔ)償指令時(shí)，接收到不同有效載荷指令，力矩補(bǔ)償輪立即將新接收的力矩指令疊加到當(dāng)前正在執(zhí)行的力矩指令上作為新的力矩指令，兩個(gè)指令疊加部分執(zhí)行完后繼續(xù)執(zhí)行未執(zhí)行完的補(bǔ)償指令，直到兩個(gè)指令執(zhí)行結(jié)束。

優(yōu)選地，星上有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償裝置包括地面站、中心管理計(jì)算機(jī)、力矩補(bǔ)償輪組、飛輪組合、第一有效載荷掃描機(jī)構(gòu)、第二有效載荷掃描機(jī)構(gòu)、有效載荷掃描機(jī)構(gòu)與力矩補(bǔ)償輪組間的同步串口、有效載荷掃描機(jī)構(gòu)與中心管理計(jì)算機(jī)間的換向同步信號(hào)差分串口、中心管理計(jì)算機(jī)與飛輪組合間的角動(dòng)量輔助補(bǔ)償串口，地面站通過(guò)對(duì)衛(wèi)星在軌的姿態(tài)數(shù)據(jù)處理，評(píng)估星上干擾力矩補(bǔ)償效果，進(jìn)而優(yōu)化力矩補(bǔ)償量最佳設(shè)計(jì)值；地面站向星上中心管理計(jì)算機(jī)通過(guò)無(wú)線測(cè)控通道上注修改力矩補(bǔ)償量系數(shù)，以及上注修改力矩補(bǔ)償輪組的力矩幅值、力矩周期、力矩作用時(shí)間等工作模式參數(shù)；中心管理計(jì)算機(jī)接收到地面站的上注參數(shù)后，對(duì)力矩補(bǔ)償輪組進(jìn)行參數(shù)修改，或切換至飛輪組合，利用中心管理計(jì)算機(jī)與飛輪組合間的角動(dòng)量輔助補(bǔ)償串口，進(jìn)行角動(dòng)量輔助補(bǔ)償。

優(yōu)選地，所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生干擾力矩，通過(guò)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)與力矩補(bǔ)償輪組間的同步串口，向?qū)Ｓ昧匮a(bǔ)償輪組發(fā)送工作模式同步字，同時(shí)向中心管理計(jì)算機(jī)發(fā)送換向同步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)力矩補(bǔ)償輪組和飛輪組合協(xié)同對(duì)星上載荷的干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

優(yōu)選地，所述力矩補(bǔ)償輪組的配置數(shù)量按照多個(gè)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)的空間綜合干擾力矩正交分布進(jìn)行選配；單個(gè)力矩補(bǔ)償輪的最大輸出力矩大于該方向的載荷綜合干擾力矩；力矩補(bǔ)償輪組通過(guò)電流反饋和摩擦力矩補(bǔ)償控制輸出力矩，提高響應(yīng)時(shí)間及力矩補(bǔ)償精度。

優(yōu)選地，所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制方式統(tǒng)一設(shè)計(jì)成1/2周期正弦加速或減速；根據(jù)有效載荷指向轉(zhuǎn)角范圍設(shè)定不同加減速時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的勻速段速度檔數(shù)，即預(yù)先規(guī)定載荷運(yùn)動(dòng)時(shí)的輸出干擾力矩幅值、周期和作用時(shí)間。

優(yōu)選地，所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)的控制方式采用1/2周期正弦加速或減速，其啟動(dòng)時(shí)刻、停止時(shí)刻以及達(dá)到勻速段時(shí)刻的干擾輸出力矩均為零，使力矩補(bǔ)償輪組工作力矩輸出沒(méi)有突變，避免自身力矩輸出不平滑帶來(lái)的干擾。

優(yōu)選地，所述力矩補(bǔ)償輪組內(nèi)部預(yù)先保存與有效載荷運(yùn)動(dòng)一致的工作模式；一旦有效載荷接收到工作指令，在啟動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加減速時(shí)刻，向力矩補(bǔ)償輪發(fā)送同步信息及當(dāng)前工作模式判別代碼，力矩補(bǔ)償輪根據(jù)多載荷的輸入信息進(jìn)行不同工作模式迭加，同時(shí)補(bǔ)償多個(gè)載荷大干擾力矩；力矩補(bǔ)償輪組3發(fā)送的同步信息信號(hào)來(lái)源標(biāo)識(shí)用以區(qū)分星上不同有效載荷的干擾力矩，有效載荷工作模式判別代碼用以區(qū)分其不同干擾力矩的運(yùn)動(dòng)特性曲線。

優(yōu)選地，所述力矩補(bǔ)償輪組設(shè)有一特定工作模式，該工作模式對(duì)應(yīng)的力矩幅值、力矩周期、力矩作用時(shí)間在軌修改；中心管理計(jì)算機(jī)通過(guò)RS422接口向力矩補(bǔ)償輪轉(zhuǎn)發(fā)地面上注的力矩補(bǔ)償修正參數(shù)，當(dāng)有效載荷按地面指令選擇該特定工作模式向補(bǔ)償輪發(fā)送判別碼后，力矩補(bǔ)償輪選擇地面修正的工作模式進(jìn)行在軌高精度干擾力矩補(bǔ)償。

優(yōu)選地，所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)換向時(shí)均向中心計(jì)算機(jī)發(fā)送換向信號(hào)，建立有效載荷運(yùn)動(dòng)與飛輪組合工作的時(shí)間同步性。一旦專用力矩補(bǔ)償輪在軌出現(xiàn)故障無(wú)法正常工作時(shí)，中心管理計(jì)算機(jī)切換補(bǔ)償模式，根據(jù)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)換向信號(hào)發(fā)送角動(dòng)量輔助補(bǔ)償量至飛輪組合，補(bǔ)償有效載荷掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量變化對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定度的影響。

優(yōu)選地，所述力矩補(bǔ)償輪組響應(yīng)時(shí)間快，嚴(yán)格按照與有效載荷相同的1/2周期正弦加速或減速變化曲線進(jìn)行力矩補(bǔ)償；飛輪組合響應(yīng)時(shí)間相對(duì)慢，中心管理計(jì)算機(jī)切換至飛輪組合補(bǔ)償時(shí)，一旦收到掃描機(jī)構(gòu)換向信號(hào)，結(jié)合有效載荷在軌工作模式，在輪控的基礎(chǔ)上，根據(jù)角動(dòng)量守恒原理，中心管理計(jì)算機(jī)控制飛輪組合，使其勻加速至角動(dòng)量補(bǔ)償量與載荷運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量量級(jí)相同，極性相反，進(jìn)行有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾實(shí)時(shí)補(bǔ)償，提高在軌補(bǔ)償機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)下的系統(tǒng)異構(gòu)工作可靠性。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高精度姿態(tài)穩(wěn)定度，以保證有效載荷干擾力矩與力矩補(bǔ)償輪補(bǔ)償力矩之間的高同步性，本發(fā)明在具有大干擾力矩的有效載荷之間，及其與力矩補(bǔ)償輪之間，時(shí)間同步精度能夠優(yōu)于20us，相對(duì)傳統(tǒng)軟件校時(shí)方法大大提高了時(shí)統(tǒng)精度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明星上有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法的框架圖。

圖2為本發(fā)明中有效載荷掃描機(jī)構(gòu)與力矩補(bǔ)償輪同步工作示意圖。

圖3為本發(fā)明中未進(jìn)行有效載荷大干擾力矩補(bǔ)償?shù)男l(wèi)星姿態(tài)角速度變化曲線圖。

圖4為本發(fā)明中進(jìn)行有效載荷大干擾力矩補(bǔ)償下的衛(wèi)星姿態(tài)角速度變化曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1所示，有效載荷干擾力矩具有量級(jí)大，同時(shí)存在多方向上的干擾力矩特點(diǎn)。一般星上載荷一維運(yùn)動(dòng)為南北或東西運(yùn)動(dòng)，二維運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行南北和東西運(yùn)動(dòng)，或同時(shí)運(yùn)動(dòng)。有效載荷運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)衛(wèi)星產(chǎn)生干擾力矩，需在不同干擾力矩作用方向上安裝對(duì)應(yīng)的力矩補(bǔ)償輪?？紤]衛(wèi)星安裝兩個(gè)有效載荷，一個(gè)作一維掃描運(yùn)動(dòng)、另一個(gè)作兩維掃描運(yùn)動(dòng)，兩維掃描運(yùn)動(dòng)載荷的一個(gè)軸與一維掃描運(yùn)動(dòng)載荷的掃描軸平行，則星上安裝兩個(gè)主份補(bǔ)償輪。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種星上有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，其步驟主要包括：

步驟一，有效載荷掃描機(jī)構(gòu)接收到中心管理計(jì)算機(jī)工作指令后，在啟動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加減速時(shí)刻通過(guò)串口向?qū)Ｓ昧匮a(bǔ)償輪發(fā)送當(dāng)前載荷的同步信息及當(dāng)前工作模式判別代碼，實(shí)現(xiàn)同步工作如圖2所示；

步驟二，單個(gè)力矩補(bǔ)償輪設(shè)計(jì)兩路具備接收功能的RS422接口(串口1、串口2)分別接收兩個(gè)有效載荷的同步信息(含極性及信號(hào)來(lái)源)及當(dāng)前工作模式判別代碼(代表力矩的幅值、周期、作用時(shí)間等)；

步驟三，力矩補(bǔ)償輪串口1、2接收有效載荷模式判別碼和同步信息后，立即啟動(dòng)該工作模式下的力矩補(bǔ)償方式(力矩的幅值、周期、作用時(shí)間)，并根據(jù)加減速極性信號(hào)，判斷補(bǔ)償力矩的極性進(jìn)行前饋力矩補(bǔ)償；

步驟四，中心管理計(jì)算機(jī)接收地面修正量，通過(guò)RS422接口向力矩補(bǔ)償輪轉(zhuǎn)發(fā)地面上注的力矩補(bǔ)償量、力矩補(bǔ)償修正參數(shù)。一旦補(bǔ)償輪失效，中心管理計(jì)算機(jī)切換至飛輪組合補(bǔ)償工作模式，根據(jù)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)換向信號(hào)，實(shí)現(xiàn)有效載荷運(yùn)動(dòng)與飛輪組合地時(shí)間同步性，由中心管理計(jì)算機(jī)根據(jù)有效載荷工作模式向飛輪組合發(fā)送角動(dòng)量輔助補(bǔ)償量實(shí)現(xiàn)對(duì)載荷干擾力矩的補(bǔ)償；

步驟五，對(duì)于具有多個(gè)大干擾力矩有效載荷的力矩補(bǔ)償方式，力矩補(bǔ)償輪在執(zhí)行補(bǔ)償指令時(shí)，接收到不同有效載荷指令，力矩補(bǔ)償輪立即將新接收的力矩指令疊加到當(dāng)前正在執(zhí)行的力矩指令上作為新的力矩指令，兩個(gè)指令疊加部分執(zhí)行完后繼續(xù)執(zhí)行未執(zhí)行完的補(bǔ)償指令，直到兩個(gè)指令執(zhí)行結(jié)束。

圖3、圖4分別給出了未采用和采用本方法兩種情況下，在有效載荷大干擾力矩作用下衛(wèi)星的三軸姿態(tài)角速度變化；由試驗(yàn)數(shù)據(jù)得，采用本方法將衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定度提高了約4倍。

通過(guò)以上設(shè)計(jì)及試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明的星上有效載荷大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星在有效載荷大干擾力矩作用下的高精度姿態(tài)穩(wěn)定度要求。

如圖1所示，所述星上有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償裝置包括地面站1、中心管理計(jì)算機(jī)2、力矩補(bǔ)償輪組3、飛輪組合4、第一有效載荷掃描機(jī)構(gòu)5、第二有效載荷掃描機(jī)構(gòu)6、有效載荷掃描機(jī)構(gòu)與力矩補(bǔ)償輪組間的同步串口7、有效載荷掃描機(jī)構(gòu)與中心計(jì)算機(jī)間的換向同步信號(hào)差分串口8、中心管理計(jì)算機(jī)與飛輪組合間的角動(dòng)量輔助補(bǔ)償串口9，地面站1通過(guò)對(duì)衛(wèi)星在軌的姿態(tài)數(shù)據(jù)處理，評(píng)估星上干擾力矩補(bǔ)償效果，進(jìn)而優(yōu)化力矩補(bǔ)償量最佳設(shè)計(jì)值；地面站1向星上中心管理計(jì)算機(jī)2通過(guò)無(wú)線測(cè)控通道上注修改力矩補(bǔ)償量系數(shù)，以及上注修改力矩補(bǔ)償輪組3的力矩幅值、力矩周期、力矩作用時(shí)間等工作模式參數(shù)。中心管理計(jì)算機(jī)2接收到地面站1的上注參數(shù)后，對(duì)力矩補(bǔ)償輪組3進(jìn)行參數(shù)修改，或切換至飛輪組合4，利用中心管理計(jì)算機(jī)與飛輪組合4間的角動(dòng)量輔助補(bǔ)償串口9，進(jìn)行角動(dòng)量輔助補(bǔ)償。

所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)5和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)6運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生干擾力矩，通過(guò)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)與力矩補(bǔ)償輪組間的同步串口7，向?qū)Ｓ昧匮a(bǔ)償輪組3發(fā)送工作模式同步字，同時(shí)向中心管理計(jì)算機(jī)2發(fā)送換向同步信號(hào)，實(shí)現(xiàn)力矩補(bǔ)償輪組3和飛輪組合4聯(lián)合對(duì)星上載荷的干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

所述力矩補(bǔ)償輪組3的配置數(shù)量按照多個(gè)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)的空間綜合干擾力矩正交分布進(jìn)行選配；單個(gè)力矩補(bǔ)償輪的最大輸出力矩大于該方向的載荷綜合干擾力矩；力矩補(bǔ)償輪組3通過(guò)電流反饋和摩擦力矩補(bǔ)償控制輸出力矩，提高響應(yīng)時(shí)間及力矩補(bǔ)償精度。

所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)5和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)6運(yùn)動(dòng)控制方式統(tǒng)一設(shè)計(jì)成1/2周期正弦加速或減速；根據(jù)有效載荷指向轉(zhuǎn)角范圍設(shè)定不同加減速時(shí)間以及對(duì)應(yīng)的勻速段速度檔數(shù)，即預(yù)先規(guī)定載荷運(yùn)動(dòng)時(shí)的輸出干擾力矩幅值、周期和作用時(shí)間。

所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)5和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)6的控制方式采用1/2周期正弦加速或減速，其啟動(dòng)時(shí)刻、停止時(shí)刻以及達(dá)到勻速段時(shí)刻的干擾輸出力矩均為零，使力矩補(bǔ)償輪組3工作力矩輸出沒(méi)有突變，避免自身力矩輸出不平滑帶來(lái)的干擾。

所述力矩補(bǔ)償輪組3內(nèi)部預(yù)先保存與有效載荷運(yùn)動(dòng)一致的工作模式；一旦有效載荷接收到工作指令，在啟動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加減速時(shí)刻，向力矩補(bǔ)償輪發(fā)送同步信息(含極性及信號(hào)來(lái)源標(biāo)識(shí))及當(dāng)前工作模式判別代碼(代表力矩的幅值、周期、作用時(shí)間)，力矩補(bǔ)償輪根據(jù)多載荷的輸入信息進(jìn)行不同工作模式迭加，同時(shí)補(bǔ)償多個(gè)載荷大干擾力矩；力矩補(bǔ)償輪組3發(fā)送的同步信息信號(hào)來(lái)源標(biāo)識(shí)用以區(qū)分星上不同有效載荷的干擾力矩，有效載荷工作模式判別代碼用以區(qū)分其不同干擾力矩的運(yùn)動(dòng)特性曲線。

所述力矩補(bǔ)償輪組3設(shè)有一特定工作模式，該工作模式對(duì)應(yīng)的力矩幅值、力矩周期、力矩作用時(shí)間在軌修改。中心管理計(jì)算機(jī)通過(guò)RS422接口向力矩補(bǔ)償輪轉(zhuǎn)發(fā)地面上注的力矩補(bǔ)償修正參數(shù)，當(dāng)有效載荷按地面指令選擇該特定工作模式向補(bǔ)償輪發(fā)送判別碼后，力矩補(bǔ)償輪選擇地面修正的工作模式進(jìn)行在軌高精度干擾力矩補(bǔ)償。

所述第一載荷掃描機(jī)構(gòu)5和第二載荷掃描機(jī)構(gòu)6在運(yùn)動(dòng)換向時(shí)均向中心計(jì)算機(jī)發(fā)送換向信號(hào)，建立有效載荷運(yùn)動(dòng)與飛輪組合工作的時(shí)間同步性。一旦專用力矩補(bǔ)償輪在軌出現(xiàn)故障無(wú)法正常工作時(shí)，中心管理計(jì)算機(jī)切換補(bǔ)償模式，根據(jù)有效載荷掃描機(jī)構(gòu)換向信號(hào)發(fā)送角動(dòng)量輔助補(bǔ)償量至飛輪組合，補(bǔ)償有效載荷掃描機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量變化對(duì)衛(wèi)星姿態(tài)穩(wěn)定度的影響。

所述力矩補(bǔ)償輪組3響應(yīng)時(shí)間快，嚴(yán)格按照與有效載荷相同的1/2周期正弦加速或減速變化曲線進(jìn)行力矩補(bǔ)償；飛輪組合響應(yīng)時(shí)間相對(duì)慢，中心管理計(jì)算機(jī)切換至飛輪組合補(bǔ)償時(shí)，一旦收到掃描機(jī)構(gòu)換向信號(hào)，結(jié)合有效載荷在軌工作模式，在輪控的基礎(chǔ)上，根據(jù)角動(dòng)量守恒原理，中心管理計(jì)算機(jī)控制飛輪組合，使其勻加速至角動(dòng)量補(bǔ)償量與載荷運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量量級(jí)相同，極性相反，進(jìn)行有效載荷掃描機(jī)構(gòu)大干擾實(shí)時(shí)補(bǔ)償，提高在軌補(bǔ)償機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)下的系統(tǒng)異構(gòu)工作可靠性。

本發(fā)明采用同步信號(hào)協(xié)同設(shè)計(jì)，利用專用力矩補(bǔ)償輪和通用飛輪組合聯(lián)合實(shí)現(xiàn)對(duì)星上有效載荷的干擾力矩實(shí)時(shí)補(bǔ)償，力矩補(bǔ)償量和補(bǔ)償參數(shù)可在軌修正，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星高精度高穩(wěn)定度以及高可靠的姿態(tài)補(bǔ)償控制，姿態(tài)穩(wěn)定度優(yōu)于5×10-4(°/s)，以解決衛(wèi)星有效載荷大干擾力矩的實(shí)時(shí)補(bǔ)償工程問(wèn)題，滿足衛(wèi)星高精度高穩(wěn)定度姿態(tài)控制任務(wù)需求。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。