| 主权项 |
一种运动目标的指向跟踪控制方法，其特征在于：包括确定目标姿态四元数序列阶段、确定目标姿态角速度序列阶段和利用比例、微分、前馈进行控制阶段，所述的确定目标姿态四元数序列阶段步骤如下：(1)运动目标在卫星轨道坐标系XoYoZo中的运动，形成了一个时域上的视线方向序列，包括了各个时刻运动目标的视线方向；跟踪运动目标的载荷安装在卫星本体坐标系的Xb轴或Yb轴或Zb轴上，将安装有跟踪运动目标的载荷的卫星本体轴作为卫星向运动目标的指向轴；(2)选择卫星目标姿态的转序，该转序为第一次和第二次将安装有跟踪运动目标的载荷的卫星本体轴以外的两个卫星本体轴先转动，第三次转动卫星向运动目标的指向轴，使卫星向运动目标的指向轴指向运动目标；建立一个目标姿态坐标系O‑X<sub>T</sub>Y<sub>T</sub>Z<sub>T</sub>，目标姿态坐标系原点O为卫星质心，将卫星向运动目标的指向轴作为Z<sub>T</sub>，根据Z<sub>T</sub>和卫星目标姿态的转序，确定目标姿态坐标系的X<sub>T</sub>轴和Y<sub>T</sub>轴；(3)计算步骤(2)的卫星目标姿态坐标系相对于卫星轨道坐标系的姿态角，即卫星第一次转动和第二次转动的姿态角根据步骤(1)运动目标的视线方向和步骤(2)卫星目标姿态的转序计算，第三次转动的姿态角置为0；根据这三个姿态角得到卫星的目标姿态，再根据卫星的目标姿态计算出该时刻相应的目标姿态四元数；(4)根据步骤(3)计算得到的目标姿态四元数，按照时间顺序排列，得到目标姿态四元数序列[q<sub>mO</sub>(t<sub>0</sub>),…q<sub>mO</sub>(t<sub>k</sub>),…,q<sub>mO</sub>(t<sub>end</sub>)]，t<sub>0</sub>为卫星对运动目标的指向跟踪过程的初始时刻，t<sub>k</sub>为卫星对运动目标的指向跟踪过程中的某时刻，t<sub>end</sub>为卫星对运动目标的指向跟踪过程的结束时刻，q<sub>mO</sub>(t)为t时刻的目标姿态四元数；所述的确定目标姿态角速度序列阶段步骤如下：(5)对步骤(4)的目标姿态四元数序列中相邻时刻的目标姿态四元数进行差分计算，得到每个时刻卫星的目标角速度；(6)将步骤(5)的每个时刻卫星的目标角速度按照时间顺序排列，得到目标姿态角速度序列[ω<sub>mO</sub>(t<sub>0</sub>),…ω<sub>mO</sub>(t<sub>k</sub>),…,ω<sub>mO</sub>(t<sub>end</sub>)]，ω<sub>mO</sub>(t)为t时刻的目标姿态角速度；所述的利用比例、微分、前馈进行控制阶段步骤如下：(7)根据步骤(4)的目标姿态四元数序列和步骤(6)的目标姿态角速度序列，结合卫星当前的姿态四元数和姿态角速度，按照比例+微分+前馈控制算法设计控制器。 |
