本申請涉及衛(wèi)星在軌姿態(tài)控制，提供一種堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器優(yōu)化控制方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、眾所周知，衛(wèi)星堆疊方式發(fā)射，確定了衛(wèi)星構(gòu)型向扁平化方式發(fā)展，堆疊式平板衛(wèi)星構(gòu)型為實現(xiàn)巨星星座組網(wǎng)發(fā)射提供了有效途徑，因此，堆疊式平板衛(wèi)星也成為目前互聯(lián)網(wǎng)巨星星座研制的熱點。然而，為了一次堆疊更多衛(wèi)星，平板衛(wèi)星的厚度不可以設(shè)計過高，應(yīng)盡量“扁”，故其高度限制了衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)很多產(chǎn)品的選型，正常衛(wèi)星是沿衛(wèi)星本體軸xb、yb和zb各安裝1臺磁力矩器，且由于堆疊方向高度受限，一般的處理方式是堆疊方向用多臺粗、短、重的磁力矩器代替，但是，這顯然不僅增加了整星重量和功耗，還增加了衛(wèi)星的成本。

2、因此，如何在提高整星性能的同時，降低堆疊式平板衛(wèi)星成本成了目前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器優(yōu)化控制方法、裝置及設(shè)備，用于解決現(xiàn)有堆疊式平板衛(wèi)星重量、功耗以及成本均較高的問題。

2、一方面，提供一種堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器優(yōu)化控制方法，所述方法包括：

3、根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案；其中，所述至少2個優(yōu)化布局方案中的每個優(yōu)化布局方案均僅在所述衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系的xy平面內(nèi)設(shè)置磁力矩器；x軸對應(yīng)地理北方向，y軸對應(yīng)地理東方向；

4、根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局。

5、可選的，在根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案之前，所述方法還包括：

6、確定所述目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的瞬時軌道根數(shù)；其中，所述瞬時軌道根數(shù)包括半長軸、離心率、軌道傾角、近心點幅角、升交點赤經(jīng)以及真近點角。

7、可選的，在根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案之前，所述方法還包括：

8、根據(jù)所述瞬時軌道根數(shù)，確定所述目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的軌道位置；

9、根據(jù)所述目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的軌道位置，確定所述目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星在地理坐標(biāo)系下的多個磁場強(qiáng)度；

10、將地理坐標(biāo)系下的多個磁場強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的多個磁場強(qiáng)度。

11、可選的，在根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案之前，所述方法還包括：

12、根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的多個磁場強(qiáng)度，在壽命期內(nèi)對所述目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星進(jìn)行磁場強(qiáng)度仿真計算，獲得衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況；其中，所述平均磁場強(qiáng)度分布情況包括所述目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星分別在x軸、y軸以及z軸的平均磁場強(qiáng)度，z軸對應(yīng)垂直向下方向。

13、可選的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局的步驟，包括：

14、根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，確定要求磁矩是否在第一磁矩范圍內(nèi)；

15、若確定要求磁矩在第一磁矩范圍內(nèi)，則從所述至少2個優(yōu)化布局方案中將第一優(yōu)化布局方案確定為目標(biāo)優(yōu)化布局方案；其中，所述第一優(yōu)化布局方案為在x軸和y軸各安裝兩臺磁力矩器。

16、可選的，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局的步驟，包括：

17、根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，確定要求磁矩是否在第二磁矩范圍內(nèi)；

18、若確定要求磁矩在第二磁矩范圍內(nèi)，則從所述至少2個優(yōu)化布局方案中將第二優(yōu)化布局方案確定為目標(biāo)優(yōu)化布局方案；其中，所述第二優(yōu)化布局方案為在x軸和y軸各安裝1臺磁力矩器，并在xy平面內(nèi)，與x軸、y軸夾角成45°安裝1臺磁力矩器。

19、可選的，在根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局之后，所述方法還包括：

20、針對所述磁力矩器布局中的任一個磁力矩器，根據(jù)所述任一個磁力矩器對應(yīng)的磁場強(qiáng)度，確定出所述任一個磁力矩器對應(yīng)的磁矩；

21、根據(jù)所述任一個磁力矩器對應(yīng)的磁矩，確定出所述任一個磁力矩器對應(yīng)的輸出磁電流；

22、采用所述輸出磁電流，對所述任一個磁力矩器進(jìn)行優(yōu)化控制。

23、一方面，提供一種堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器優(yōu)化控制裝置，所述裝置包括：

24、優(yōu)化布局方案獲得單元，用于根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案；其中，所述至少2個優(yōu)化布局方案中的每個優(yōu)化布局方案均僅在所述衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系的xy平面內(nèi)設(shè)置磁力矩器；x軸對應(yīng)地理北方向，y軸對應(yīng)地理東方向；

25、磁力矩器布局單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局。

26、一方面，提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)上述任一種方法。

27、一方面，提供一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序指令，該計算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述任一種方法。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果為：

29、在本申請實施例中，在對堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器進(jìn)行優(yōu)化布局時，首先，可以根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，來進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，以獲得至少2個優(yōu)化布局方案；其中，至少2個優(yōu)化布局方案中的每個優(yōu)化布局方案均僅在衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系的xy平面內(nèi)設(shè)置磁力矩器；x軸對應(yīng)地理北方向，y軸對應(yīng)地理東方向；然后，可以直接根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，來從至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局。因此，在本申請實施例中，由于是根據(jù)實際在衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的磁場強(qiáng)度的分布情況，來優(yōu)化在衛(wèi)星本體堆疊方向上(zb軸方向)不安裝磁力矩器的控制方案，所以，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本申請在相同重量功耗的情況下，可以獲得更多的磁矩和在衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下實際控制的磁控力矩。此外，在不低于一般磁控方法的磁控能力下，還可以通過降低磁力矩器的數(shù)量或重量，來在提高整星性能的同時，降低堆疊式平板衛(wèi)星的成本。

技術(shù)特征：

1.一種堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器優(yōu)化控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案之前，所述方法還包括：

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案之前，所述方法還包括：

4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案之前，所述方法還包括：

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局的步驟，包括：

6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局的步驟，包括：

7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局之后，所述方法還包括：

8.一種堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器優(yōu)化控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括：

10.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計算機(jī)可執(zhí)行指令用于使計算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1-7中任一所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種堆疊式平板衛(wèi)星磁力矩器優(yōu)化控制方法、裝置及設(shè)備，涉及衛(wèi)星在軌姿態(tài)控制技術(shù)領(lǐng)域，用于解決現(xiàn)有堆疊式平板衛(wèi)星重量、功耗以及成本均較高的問題。所述方法包括：根據(jù)衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系下的目標(biāo)堆疊式平板衛(wèi)星的平均磁場強(qiáng)度分布情況，進(jìn)行磁力矩器優(yōu)化布局設(shè)計，獲得至少2個優(yōu)化布局方案；其中，所述至少2個優(yōu)化布局方案中的每個優(yōu)化布局方案均僅在所述衛(wèi)星軌道坐標(biāo)系的XY平面內(nèi)設(shè)置磁力矩器；X軸對應(yīng)地理北方向，Y軸對應(yīng)地理東方向；根據(jù)預(yù)設(shè)的選擇要求，從所述至少2個優(yōu)化布局方案中確定出目標(biāo)優(yōu)化布局方案，并采用所述目標(biāo)優(yōu)化布局方案進(jìn)行磁力矩器布局，以在提高整星性能的同時，降低堆疊式平板衛(wèi)星成本。

技術(shù)研發(fā)人員：袁彥紅,趙瑞峰,祖立業(yè),周世亮,陸川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都國星宇航科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9