基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法、装置及介质

本公开涉及卫星姿轨控制，尤其涉及一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法、装置及介质。

背景技术：

1、基于气动力的航天器姿轨控制能够节约卫星携带燃料，有利于延长卫星寿命，降低卫星研制成本。平板式卫星受限于其特殊的构型设计，携带的燃料数量有限，适用于基于气动力进行姿轨控制。特别是当平板式卫星处于距离地球300km以下的超低轨道时，采用气动力进行姿轨控制能够更加显著地提升控制效果。

2、目前，相关方案中尚未有基于气动力对平板式卫星进行姿轨控制的方案。

技术实现思路

1、本公开提供了一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法、装置及介质；能够基于气动力实现两个平板卫星之间的相对运动控制。

2、本公开的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本公开提供了一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法，所述方法包括：

4、根据引入气动阻力的双平板式卫星的相对运动动力学模型以及双平板式卫星的相对位置获得双平板式卫星的相对加速度；

5、根据所述双平板式卫星的相对加速度获取双平板式卫星之间的差动气动加速度；

6、根据所述差动气动加速度以及双平板式卫星的相对位置矢径获取线性化的输入控制量；

7、以相对位置和相对速度作为状态变量，基于所述线性化的输入控制量设计具有反馈增益矩阵的状态反馈控制器；

8、根据线性二次调节器求解出最优的反馈增益矩阵，以获得对所述双平板式卫星中的追赶平板式卫星进行姿轨控制的最优的状态反馈控制器。

9、第二方面，本公开提供了一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的装置，所述装置包括：第一获取部分、第二获取部分、第三获取部分、设计部分和求解部分，其中，

10、所述第一获取部分，被配置成根据引入气动阻力的双平板式卫星的相对运动动力学模型以及双平板式卫星的相对位置获得双平板式卫星的相对加速度；

11、所述第二获取部分，被配置成根据所述双平板式卫星的相对加速度获取双平板式卫星之间的差动气动加速度；

12、所述第三获取部分，被配置成根据所述差动气动加速度以及双平板式卫星的相对位置矢径获取线性化的输入控制量；

13、所述设计部分，被配置成以相对位置和相对速度作为状态变量，基于所述线性化的输入控制量设计具有反馈增益矩阵的状态反馈控制器；

14、所述求解部分，被配置成根据线性二次调节器求解出最优的反馈增益矩阵，以获得对所述双平板式卫星中的追赶平板式卫星进行姿轨控制的最优的状态反馈控制器。

15、第三方面，本公开提供了一种计算设备，所述计算设备包括处理器和存储器；所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现第一方面所述的基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法。

16、第四方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现第一方面所述的基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法。

17、本公开提供了一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法、装置及介质；将气动阻力引入相对运动动力学模型之后，获取双平板式卫星之间的差动气动加速度，并根据所述差动气动加速度以及双平板式卫星的相对位置矢径获取线性化的输入控制量，随后以相对位置和相对速度作为状态变量，基于所述线性化的输入控制量设计具有反馈增益矩阵的状态反馈控制器；最后根据线性二次调节器求解出最优的反馈增益矩阵，以获得对所述双平板式卫星中的追赶平板式卫星进行姿轨控制的最优的状态反馈控制器。实现了基于气动力对两个平板卫星的相对运动进行控制。

技术特征：

1.一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据引入气动阻力的双平板式卫星的相对运动动力学模型以及双平板式卫星的相对位置获得双平板式卫星的相对加速度，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述双平板式卫星的相对加速度获取双平板式卫星之间的差动气动加速度，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述差动气动加速度以及双平板式卫星的相对位置矢径获取线性化的输入控制量，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以相对位置和相对速度作为状态变量，基于所述线性化的输入控制量设计具有反馈增益矩阵的状态反馈控制器，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据线性二次调节器求解出最优的反馈增益矩阵，以获得对所述双平板式卫星中的追赶平板式卫星进行姿轨控制的最优的状态反馈控制器，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过最小化所述闭环系统的代价函数获得最优的反馈增益矩阵，包括：

8.一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的装置，其特征在于，所述装置包括：第一获取部分、第二获取部分、第三获取部分、设计部分和求解部分，其中，

9.一种计算设备，其特征在于，所述计算设备包括处理器和存储器；所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以实现如权利要求1至7任一所述的基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一条指令，所述至少一条指令用于被处理器执行以实现如权利要求1至7任一所述的基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法。

技术总结本公开提供了一种基于气动力的平板式卫星姿轨控制的方法、装置及介质。涉及卫星姿轨控制技术领域。该方法包括：根据引入气动阻力的双平板式卫星的相对运动动力学模型以及双平板式卫星的相对位置获得双平板式卫星的相对加速度；根据双平板式卫星的相对加速度获取双平板式卫星之间的差动气动加速度；根据差动气动加速度以及双平板式卫星的相对位置矢径获取线性化的输入控制量；以相对位置和相对速度作为状态变量，基于线性化的输入控制量设计具有反馈增益矩阵的状态反馈控制器；根据线性二次调节器求解出最优的反馈增益矩阵，以获得对追赶平板式卫星进行姿轨控制的最优的状态反馈控制器。实现了基于气动力对两个平板卫星的相对运动进行控制。技术研发人员：吴凡,张轩赫,郭金生,陈雪芹,奚瑞辰,岳程斐,李化义受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11