详情

原文传递静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法及其跟踪系统

专利名称：	静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法及其跟踪系统
摘要：	本发明提供了一种静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，包括如下步骤：S1、计算太阳跟踪角：根据模拟式太阳敏感器输出的电流信号计算太阳跟踪角；S2、太阳跟踪角的滤波处理；S3、太阳阵粗对日；S4、太阳阵闭环精对日；S5、阴影期判断及控制：判断静止轨道卫星是否处于阴影期，若静止轨道卫星处于阴影期，则太阳阵转入阴影区控制模式。本发明提供的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪控制方法以安装在太阳阵上的模拟式太阳敏感器作为敏感器、太阳阵驱动机构作为执行机构、控制计算机作为控制器，形成星上自主反馈闭环控制系统，实现太阳阵实时精确指向太阳，可应用于我国静止轨道卫星平台研制研发过程。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海卫星工程研究所
发明人：	王皓;顾强;沈毅力;曾擎;边志强;许海玉;信思博
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910749954.5
公开号：	CN110450980A
代理机构：	上海段和段律师事务所
代理人：	李佳俊;郭国中
分类号：	B64G1/10(2006.01);B;B64;B64G;B64G1
申请人地址：	200240上海市闵行区华宁路251号
主权项：	1.一种静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、计算太阳跟踪角：根据模拟式太阳敏感器输出的电流信号计算太阳跟踪角； S2、太阳跟踪角的滤波处理：通过平滑滤波加野值剔除的方法提取步骤S1中太阳跟踪角计算结果中的有效信息； S3、太阳阵粗对日：以步骤S2提取的太阳跟踪角有效信息作为输入量，驱动太阳阵进行大角速度搜索，实现太阳阵粗对日； S4、太阳阵闭环精对日：将太阳阵由大角速度搜索模式切入小角速度跟踪模式，以模拟式太阳敏感器作为敏感器，太阳阵驱动机构作为执行机构形成反馈控制回路，实现太阳阵闭环精对日定向； S5、阴影期判断及控制：判断静止轨道卫星是否处于阴影期，若静止轨道卫星处于阴影期，则太阳阵转入阴影区控制模式。 2.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1中，模拟式太阳敏感器由太阳电池片及光栏组成，太阳电池片的输出电流随照射感光面积不同发生改变，通过AD采样将太阳电池片输出的电流信号转化为数字量，然后转化为太阳跟踪角。 3.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，其特征在于，所述步骤S1中，太阳跟踪角为太阳阵法线与太阳矢量间的夹角，其中，太阳矢量为由地球重心指向太阳重心的单位矢量。 4.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，其特征在于，所述步骤S3中，太阳阵以±0.6°/s的角速度快速搜索太阳，使太阳跟踪角进入[θ0-R2,θ0+R2]区间内，实现太阳阵粗对日定向，其中，θ0为太阳跟踪角的目标角度，R2为太阳跟踪角粗对日定向门限，当太阳跟踪角进入该门限时，认为太阳阵已经捕获到太阳，实现粗对日定向。 5.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，其特征在于，所述步骤S4中，当太阳阵连续10个控制周期均捕获到太阳，将太阳阵由大角速度搜索模式切入小角速度跟踪模式。 6.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，其特征在于，所述步骤S5中，静止轨道卫星是否处于阴影期的判断方法是，分别计算静止轨道卫星的星—地—日夹角、星—月—日夹角、地影门限和月影门限，当星—地—日夹角大于地影门限并且星—月—日夹角大于月影门限时，静止轨道卫星位于阴影区。 7.根据权利要求1所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪方法，其特征在于，所述步骤S5中，当卫星位于阴影期时，阴影区控制模式为：若上一控制周期太阳阵处于大角速度搜索模式，将太阳阵切入小角速度跟踪模式；若上一控制周期太阳阵处于小角速度跟踪模式，保持上一控制周期的跟踪角速度。 8.一种静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪系统，其特征在于，包括以下模块：太阳跟踪角计算模块：根据模拟式太阳敏感器输出的电流信号计算太阳跟踪角；太阳跟踪角滤波处理模块：通过平滑滤波加野值剔除的方法提取太阳跟踪角计算模块中的有效信息；太阳阵粗对日模块：用于将太阳跟踪角滤波处理模块提取的太阳跟踪角有效信息作为输入量，驱动太阳阵进行大角速度搜索，实现太阳阵粗对日；太阳阵闭环精对日模块：用于将太阳阵由大角速度搜索模式切入小角速度跟踪模式，以模拟式太阳敏感器作为敏感器，太阳阵驱动机构作为执行机构形成反馈控制回路，实现太阳阵闭环精对日定向；阴影期判断及控制模块：用于判断静止轨道卫星是否处于阴影期，若静止轨道卫星处于阴影期，则太阳阵转入阴影区控制模式。 9.根据权利要求8所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪系统，其特征在于，所述太阳跟踪角计算模块中，模拟式太阳敏感器由太阳电池片及光栏组成，太阳电池片的输出电流随照射感光面积不同发生改变，通过AD采样将太阳电池片输出的电流信号转化为数字量，然后转化为太阳跟踪角。 10.根据权利要求8所述的静止轨道卫星太阳电池阵闭环对日跟踪系统，其特征在于，所述阴影期判断及控制模块中，静止轨道卫星处于阴影期的判断方法是，分别计算静止轨道卫星的星—地—日夹角、星—月—日夹角、地影门限和月影门限，当星—地—日夹角大于地影门限并且星—月—日夹角大于月影门限时，则静止轨道卫星位于阴影区。
所属类别：	发明专利