本發(fā)明公開了一種固體微助推器陣列與磁扭力器聯(lián)合控制方式，設計固體微推動器陣列優(yōu)化打火模型，通過優(yōu)化打火模型控制固體微推動器陣列對衛(wèi)星進行大角度速率減振控制，直到衛(wèi)星的角速率通過磁扭力器和固體微推動器陣列對衛(wèi)星進行小角度減振聯(lián)合控制，直到衛(wèi)星角速率大于等于通過磁扭力器和固體微推動器陣列對衛(wèi)星進行聯(lián)合姿態(tài)捕獲控制；通過設計MSPT打火模型設計，可以優(yōu)化固體微推動器的打火，給出最優(yōu)的打火組合，依照任務需求，將固體微助推器陣列和磁扭力器相結合進行聯(lián)合控制，并分別通過理論推論和仿真實驗證明了算法的有效性，可以減少衛(wèi)星的姿態(tài)控制周期，提高控制精度，降低控制煤耗。
【技術領域】
本發(fā)明屬于華碩姿態(tài)控制技術領域，尤其涉及固體微推動器陣列與磁扭力器聯(lián)合控制方式。
【背景技術】
在單位企業(yè)里，微小衛(wèi)星以其實現(xiàn)成本低，設計時間周期短等的快速響應能力應用在應急通訊、空間組網(wǎng)等領域。在院校教育中，其低成本、高集成的特點促使皮納衛(wèi)星可以挺好的融入創(chuàng)新與學習，對中學生的發(fā)展很有幫助，所以被好多學院所注重。當下已有多所學院的小衛(wèi)星發(fā)射成功。皮納衛(wèi)星的姿態(tài)確定與控制系統(tǒng)(tion縮寫為ADCS)為小衛(wèi)星提供姿態(tài)控制能力，它由姿態(tài)敏感器、姿態(tài)控制執(zhí)行器與姿控計算機組成。姿態(tài)敏感器配合姿控計算機可以提供衛(wèi)星姿態(tài)信息，通過姿控計算機對陀螺儀、衛(wèi)星導航接收機(GNSS)和磁強計、太陽敏感器、星敏感器等姿態(tài)敏感器采集的信息進行處理，解算出當前衛(wèi)星的姿態(tài)，為姿態(tài)控制提供保障。
微型固體微加快器陣列的控制精度取決單個推動器的推力大小，而整體推動能力取決于于推動器的推力及陣列規(guī)模。當單個推動器推力較大時，姿態(tài)控制精度將難以保證；而推動器推力較小時，在完成大角度機動或多次機動任務中，須要的推動器規(guī)模龐大，無法達到幀率、體積等方面的限制。因而單獨采用固體微加快器陣列進行姿態(tài)控制未能滿足如好多實際飛行任務的需求，為充分借助微型固體微加快器的優(yōu)勢，仍需探究更好的組合姿態(tài)控制方式。
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種固體微加快器陣列與磁扭力器聯(lián)合控制方式，以磁扭力器作為主執(zhí)行器，同時為充分發(fā)揮微型固體微加快器陣列的作用，提升控制效率，減少對衛(wèi)星的姿態(tài)控制周期、提升控制精度、減少控制煤耗。
本發(fā)明采用以下技術方案：固體微加快器陣列與磁扭力器聯(lián)合控制方式，具體包括以下步驟：
步驟1、設計固體微加快器陣列優(yōu)化打火模型磁力矩器，通過優(yōu)化打火模型控制固體微加快器陣列對衛(wèi)星進行大角度速率減振控制，直到衛(wèi)星的角速率
步驟2、基于控制律通過磁扭力器和固體微加快器陣列對衛(wèi)星進行小角度減振聯(lián)合控制，直到衛(wèi)星角速率大于等于
其中，mb為磁扭力器形成的輸出扭矩，K1、K2均為正定義系數(shù)矩陣，Bb表示本體系地磁場矢量，表示衛(wèi)星在本體系內(nèi)的真實角速率，tk表示固體微加快器陣列的工作時間點，k∈{1,2,…,M}磁力矩器，M為小于等于1的整數(shù)；Ak為固體微加快器陣列在小角度減振控制過程中每次工作形成的輸出沖量；
步驟3、基于控制律通過磁扭力器和固體微加快器陣列對衛(wèi)星進行聯(lián)合姿態(tài)捕獲控制；
其中，uc(t)為磁扭力器在捕獲控制時的輸出扭矩，udk為固體微加快器陣列在捕獲控制時形成的輸出沖量，kc為連續(xù)控制律增益，表示本體系磁場的斜對稱矩陣、J為轉動力矩矩陣，P1、P2均為元氏矩陣，θ(t)表示衛(wèi)星在t時刻歐拉角，的行列式，kd為離散控制律增益，為衛(wèi)星在時刻的歐拉角，為的行列式。
進一步地，固體微加快器陣列優(yōu)化打火模型具體為：
