中国科学院微小卫星创新研究院;上海微小卫星工程中心姜松获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院微小卫星创新研究院;上海微小卫星工程中心申请的专利一种基于矢量电推进器的角动量管理方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115384813B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210911921.8,技术领域涉及:B64G1/40;该发明授权一种基于矢量电推进器的角动量管理方法是由姜松;武国强;王昊光;蒋桂忠;沈苑;林夏;王申设计研发完成,并于2022-07-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于矢量电推进器的角动量管理方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于矢量电推进器角动量管理方法,首先,依据矢量电推进器几何结构、安装位置、安装矩阵及工作组合的情况下,建立了矢量电推进器角动量管理的线性化动力学模型;之后,通过闭环反馈实时估计控制力矩误差项,并在计算需管理角动量过程中给予补偿,通过滞环控制与伪逆分配算法计算矢量电推进器转角指令;最后,给出了在矢量电推进器超过失调机构限幅阈值的等比缩减处理方式。本发明通过对动力学模型的线性简化,降低了角动量管理方法的计算量,并考虑引入控制力矩误差闭环估计提高了角动量管理精度,滞环控制与伪逆分配降低矢调调整次数与调整幅度,减少对姿态与轨道控制精度影响。
本发明授权一种基于矢量电推进器的角动量管理方法在权利要求书中公布了:1.一种基于矢量电推进器的角动量管理方法,其特征在于:具体步骤如下: 步骤1、获取单矢量电推进器工作时转角改变量-力矩转换矩阵; 步骤2、获取矢量电推进器组合工作时转角改变量-力矩转换矩阵; 步骤3、根据步骤2得到的转角改变量-力矩转换矩阵,计算整星需管理角动量; 步骤4、根据步骤3得到的整星需管理角动量,利用滞环控制算法计算整星管理力矩; 步骤5、根据步骤2得到的转角改变量-力矩转换矩阵,步骤4得到的整星管理力矩,利用伪逆指令分配计算矢量电推进器转角位置改变量; 步骤6、对步骤5得到的矢量电推进器转角位置改变量进行限幅处理; 所述步骤1中获取单矢量电推进器工作时转角-力矩转换矩阵,具体方式如下: 第i个矢量电推进器产生的力矩计算公式如下: Ti=Rbtpmrtpmy+RbtpmRtpmyryx+RbtpmRtpmyRyxrx+rtpm×RbtpmRtpmyRyxFx 其中,Rbtpm为矢调到本体系转换矩阵,Rtpmy为矢调y轴到矢调转换矩阵,Ryx为矢调x轴到矢调y轴转换矩阵,rtpmy为安装点到y轴坐标系原点在矢调安装坐标系下向量,ryx为y轴坐标系原点到x轴坐标系原点在y轴坐标系下向量,rx为x轴坐标系原点到推力器推力作用点在x轴坐标系下向量,rtpm为质心到第i个矢调安装点在本体系下向量,Fx为X轴坐标系推力方向矢量, 其中:β为Y轴转动角度,α为X轴转动角度,f为标称推力模值,h为rtpmy的具体值,l,m,n为rtpm的具体值; 进一步整理得到第i个矢量电推进器产生的力矩为: 理论力矩在标称转角位置αi0,βi0进行泰勒展开得: Terr=Tiαi0,βi0+oTiΔα,Δβ 其中,Terr包含了由矢量调节机构的安装误差、控制精度、推进器自身推力偏差及航天器质心漂移因素造成的控制力矩误差项;αi0,βi0为第i个矢量调节机构标称转角;Δαi,Δβi为第i个矢量调节机构转角偏移量; 即转角改变量-力矩转移矩阵为
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