马雪,韩冬,汤亮

1.北京控制工程研究所,北京100190 2.空间智能控制技术重点实验室,北京100190

电推进卫星角动量卸载研究

马雪1,2,*,韩冬1,2,汤亮1,2

1.北京控制工程研究所,北京100190 2.空间智能控制技术重点实验室,北京100190

电推进卫星需要在进行位置保持的同时通过将推力器的指向略微偏离质心来产生控制力矩,完成角动量卸载。针对该问题,文章在给定推力器开机位置、时长和动量轮目标卸载量的情况下,提出了正常模式和故障模式下的角动量卸载算法。通过对推力模型的简化,得出了推力器最优偏转方向的解析解,并对考虑推力器弧段损失和不考虑弧段损失的角动量卸载算法进行了比较。仿真结果表明,所提出的卸载算法能够在进行位置保持的同时完成角动量卸载,为电推进卫星的在轨控制策略提供了有效解决方案。

电推进;角动量卸载;小推力控制;参数优化;位置保持控制

目前,国外已有波音601 HP和702平台、欧洲航天局ARTEMIS卫星、Loral公司的电推力卫星平台等诸多高轨任务,搭载电推进系统作为静止轨道卫星的主要执行机构[1]。国内已有不少学者在地球静止轨道转移和离轨[2-4]、深空探测[5-6]、重力场测量卫星[7]等诸多领域,开展了与电推进控制相关的研究。对于电推进卫星,星上角动量卸载的方式与传统的化学推进卫星存在明显区别,需要进行深入研究。

星上角动量卸载的目的是释放星上角动量交换执行机构(动量轮、控制力矩陀螺等)因环境干扰力矩而造成的角动量累积,以避免达到饱和状态。……