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申请/专利权人:北京空间飞行器总体设计部
摘要:本发明提供了一种适用于月球轨道交会对接任务的轨控速度增量预估方法,能够根据变轨所需初始速度增量结合不同轨控发动机组合模式,同时,充分考虑不同控制系统的指令时延、执行机构时延等特性,在每次执行轨控前,精确估计轨控速度增量。本发明可以满足高精度轨道控制要求的轨控任务速度增量计算方法,提高了轨控速度增量预估计算精度,确保航天器能够执行高精度轨控。
主权项:1.一种适用于月球轨道交会对接任务的轨控速度增量预估方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,根据航天器飞行轨道精确测定结果进行轨道预报,预报特定时间到交班点的轨道根数,并根据任务要求,确定航天器的轨控目标;步骤2,根据初始轨道根数和轨控目标,计算得到交班点前各次轨控的理论速度增量ΔV0;步骤3,确定航天器轨控前初始质量m0及初始质量偏差Δm0;步骤4,根据航天器初始质量以及初始速度增量确定交会对接交班点前每次执行轨控使用的发动机及需要进行贮箱沉底的发动机使用策略;步骤5,根据步骤4确定的发动机使用策略,确定执行轨控发动机推力F及偏差△F、轨控发动机比冲Isp及偏差△Isp、精轨控发动机推力F10及偏差△F10、沉底发动机推力Fc及偏差△Fc、沉底发动机比冲Ispc及偏差△Ispc;步骤6,根据步骤1-步骤5输入,计算精确轨控速度增量ΔV;所述步骤6中,计算精确轨控速度增量ΔV,具体计算过程如下:①计算沉底产生的速度增量:其中Tc为沉底发动机总工作时长;②计算沉底后的航天器质量:③计算因控制系统生成关机指令时延产生的额外的速度增量: 其中Tdelay为指令时延的时长;④计算因控制系统发送关机指令时延产生的额外的速度增量: 其中Ttrans为指令时延的时长,指令发送时延通常不超过一个控制周期,即:Ttrans≤Tcontrol;⑤计算因发动机关机指令执行时延产生的额外的速度增量: 其中Toff为发动机阀门执行关闭动作而产生的时延,由阀门动作特性进行确定;⑥计算推力下降过程产生的额外的速度增量,具体计算过程包括:A确定关机后效冲量Ip;B根据使用的轨控发动机后效冲量,计算发动机推力下降过程产生速度增量其中meven示在推力下降这段时间Tdesct的航天器平均质量;⑦确定输出精确轨控速度增量的计算结果:ΔV=ΔV0-ΔVdelay-ΔVtrans-ΔVoff-ΔVdesct。
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