一种在轨改善偏置动量卫星控制精度的方法

柯 旗，王 勇，魏春岭

(1.北京控制工程研究所，北京 100190;2.空间智能控制技术重点实验室，北京 100190)

偏置动量卫星作为一种配置简单、可靠长寿的卫星在低轨道遥感卫星、高轨道通讯卫星上得到广泛应用.一般偏置动量卫星都采用对地定向三轴稳定的控制方式，在卫星的－Y轴(即轨道法线方向)装有一个偏置在固定角动量的动量轮.由于偏置动量卫星的定向性所产生的陀螺罗盘效应，使得卫星的偏航误差将随卫星在轨道上的运动耦合为滚动误差，这样控制系统只用控制滚动角和俯仰角就可维持卫星的对地姿态，因此只需一个红外地球敏感器就可以提供控制系统所需的测量信息.在正常对地定向运行过程中，偏置动量卫星控制回路的构成是:采用红外地球敏感器的测量信息进行姿态确定，俯仰轴采用PID轮控方式，滚动和偏航轴采用磁控.这种卫星的姿态控制精度一般约在0.5°以内.

1 问题的提出

偏置动量卫星技术成熟，控制简便.然而卫星在轨飞行期间常常可以发现:遥测参数显示中的滚动角偏在坐标轴一侧，峰峰值可能不大，但最大(最小)值可能超出1°，这远远超出了偏置动量卫星的控制精度指标，如图1所示.

图1 某卫星一天滚动角估值的遥测曲线

从图1可以看出，滚动角有一个常值偏差，从偏置动量卫星的控制系统构成上，可以推断出这个偏差的来源主要有两个:1)红外地球敏感器的系统误差;2)偏置动量轮的安装误差.

下面就这两……