專利名稱：一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，屬于衛(wèi)星姿態(tài)控制部件中推力器的應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
推力器是衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)和軌道機(jī)動(dòng)所必需的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，分為多種。根據(jù)推力不同，分為1N、10N、490N以及更大推力的推力器；根據(jù)噴氣原理不同，分為單組元和雙組元。星上為正常進(jìn)行控制，一般情況安裝6個(gè)推力器分別負(fù)責(zé)衛(wèi)星三軸的姿態(tài)控制，同時(shí)兼顧軌控的推力輸出。軟件對(duì)推力器的分配和計(jì)算簡(jiǎn)單。隨著衛(wèi)星可靠性的提升以及控制精度的提高，目前星上一般需要安裝14個(gè)ION推力器組件，為姿態(tài)和軌道控制提供力矩和推力。推力器采用斜裝的布局，分為A和B兩個(gè)分支(即主份和備份)，每個(gè)分支7個(gè)推力器，兩個(gè)分支相應(yīng)序號(hào)的推力器互為備份，滾動(dòng)控制時(shí)推力器的使用與其它兩軸相互獨(dú)立，俯仰或偏航方向的控制力矩需要由一對(duì)推力器同時(shí)噴氣產(chǎn)生，位置保持需要的推力也需要一對(duì)推力器同時(shí)噴氣產(chǎn)生。另外在遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火時(shí)的燃料沉底也需要特定的推力器組合。除此之外，A和B兩分支內(nèi)部以及分支之間，還可以根據(jù)故障情況，進(jìn)行相互重組和替換。因此，當(dāng)前推力器組合分配邏輯可謂異常復(fù)雜。依靠原有根據(jù)三軸控制器輸出以及各個(gè)推力器分支進(jìn)行判斷的方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)，一方面分支情況過(guò)多，判斷過(guò)于困難，需要上百次的判斷，會(huì)耗費(fèi)大量機(jī)時(shí)；另一方面邏輯實(shí)現(xiàn)代碼量大，占用過(guò)多存儲(chǔ)空間，這對(duì)于空間資源緊張的星上計(jì)算機(jī)而言，也是不允許的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，實(shí)現(xiàn)了星上控制器計(jì)算到推力器輸出分配的邏輯，取消了所有推力器分支組合輸出的判斷條件，大大簡(jiǎn)化了推力器組合邏輯的處理流程，最大程度滿足衛(wèi)星對(duì)推力器組合邏輯的功能要求。本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，步驟如下(I)根據(jù)衛(wèi)星上推力器的安裝位置，確定衛(wèi)星三軸各自的推力器之間是否存在耦合，若一個(gè)軸的推力器不存在耦合，則建立該軸對(duì)應(yīng)的推力器工作表；若該軸推力器與另外一軸之間存在稱合，則根據(jù)該兩個(gè)軸推力器的稱合關(guān)系，建立對(duì)應(yīng)的推力器稱合工作表；所述衛(wèi)星三軸包括滾動(dòng)軸、俯仰軸和偏航軸；(2)根據(jù)衛(wèi)星三軸控制器的輸出，通過(guò)偽速率調(diào)制的方法確定衛(wèi)星三軸各自的噴
氣量;(3)判斷推力器的安裝位置對(duì)于衛(wèi)星三軸是否存在耦合，若不存在耦合，則進(jìn)入步驟⑷；否則進(jìn)入步驟(5)；當(dāng)推力器產(chǎn)生的推力和力矩僅作用于衛(wèi)星三軸中的一軸時(shí)，該推力器不存在耦合，反之該推力器存在耦合；(4)根據(jù)步驟(I)中的推力器工作表，將步驟(2)中確定的三軸各自的噴氣量直接分配給該軸對(duì)應(yīng)的推力器；(5)根據(jù)步驟(I)中的推力器耦合工作表，將步驟(2)中確定的三軸各自噴氣量通過(guò)推力器解耦的方法分配給該軸對(duì)應(yīng)的多個(gè)推力器。所述步驟(I)中推力器工作表為
權(quán)利要求
1.一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，其特征在于步驟如下(1)根據(jù)衛(wèi)星上推力器的安裝位置，確定衛(wèi)星三軸各自的推力器之間是否存在耦合，若一個(gè)軸的推力器不存在耦合，則建立該軸對(duì)應(yīng)的推力器工作表；若該軸推力器與另外一軸之間存在耦合，則根據(jù)該兩個(gè)軸推力器的耦合關(guān)系，建立對(duì)應(yīng)的推力器耦合工作表；所述衛(wèi)星三軸包括滾動(dòng)軸、俯仰軸和偏航軸；(2)根據(jù)衛(wèi)星三軸控制器的輸出，通過(guò)偽速率調(diào)制的方法確定衛(wèi)星三軸各自的噴氣量;(3)判斷推力器的安裝位置對(duì)于衛(wèi)星三軸是否存在耦合，若不存在耦合，則進(jìn)入步驟 (4);否則進(jìn)入步驟(5)；當(dāng)推力器產(chǎn)生的推力和力矩僅作用于衛(wèi)星三軸中的一軸時(shí)，該推力器不存在耦合，反之該推力器存在耦合；(4)根據(jù)步驟(I)中的推力器工作表，將步驟(2)中確定的三軸各自的噴氣量直接分配給該軸對(duì)應(yīng)的推力器；(5)根據(jù)步驟(I)中的推力器耦合工作表，將步驟(2)中確定的三軸各自噴氣量通過(guò)推力器解耦的方法分配給該軸對(duì)應(yīng)的多個(gè)推力器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，其特征在于所述步驟(I)中推力器工作表為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，其特征在于所述步驟(I)中推力器耦合工作表為推力器推力器 I軸I噴I軸2噴I分支及對(duì)應(yīng)推力器選擇工作方式工作子方式氣；狀態(tài)氣!狀態(tài) A分支 B分支雙分支
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，其特征在于所述步驟(5)中對(duì)三軸各自噴氣量通過(guò)推力器解耦的方法分配給該軸對(duì)應(yīng)的多個(gè)推力器具體通過(guò)如下步驟進(jìn)行(4.1)根據(jù)所述推力器工作表，提取沉底方式、南北位保方式、東西位保方式和正常方式各自的推力器組合邏輯表；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，其特征在于所述對(duì)每個(gè)耦合的推力器建立卡諾圖進(jìn)行解耦具體為(5.1)從待解耦的推力器中任選其一；(5.2)從步驟(5.1)中選擇的推力器所對(duì)應(yīng)的推力器組合邏輯表中，提取所有所述選擇的推力器對(duì)應(yīng)軸的噴氣狀態(tài)；(5. 3)以軸I的狀態(tài)為行，以軸2的狀態(tài)為列建立卡諾圖；(5. 4)對(duì)卡諾圖進(jìn)行化簡(jiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)推力器的解耦，得到該推力器的噴氣量。
全文摘要
一種多分支、多路推力器交叉組合噴氣分配方法，步驟為1、根據(jù)衛(wèi)星上推力器的安裝位置，填寫衛(wèi)星三軸各自的推力器工作表；2、根據(jù)衛(wèi)星三軸控制器的輸出，通過(guò)偽速率調(diào)制的方法確定衛(wèi)星三軸各自的噴氣量；3、判斷推力器的安裝位置對(duì)于衛(wèi)星三軸是否存在耦合，若不存在耦合，則進(jìn)入步驟(4)；否則進(jìn)入步驟(5)；4、根據(jù)三軸的推力器工作表，將確定的三軸各自的噴氣量直接分配給該軸對(duì)應(yīng)的推力器；5、根據(jù)衛(wèi)星三軸的推力器工作表，將確定的三軸各自噴氣量通過(guò)推力器解耦的方法分配給該軸對(duì)應(yīng)的多個(gè)推力器。本發(fā)明方法在保證推力器正確輸出的前提下，大大簡(jiǎn)化了衛(wèi)星多分支多路推力器噴氣脈沖的組合計(jì)算與分配。
文檔編號(hào)B64G1/40GK103010486SQ201210548298
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者索旭華, 黨紀(jì)紅, 劉新彥, 周中澤, 杜建偉, 葛瑩, 王晶, 李振松, 劉建軍 申請(qǐng)人:北京控制工程研究所