一种考虑时延特性的航天器敏捷机动控制误差补偿方法

    公开(公告)号:CN110647158A

    公开(公告)日:2020-01-03

    申请号:CN201910889118.7

    申请日:2019-09-19

    Abstract: 本发明涉及一种考虑时延特性的航天器敏捷机动控制误差补偿方法,属于航天器姿态控制领域。首先,进行航天器的执行机构输出时延、敏感器测量时延等参数的辨识。其次,设计航天器目标姿态超前力矩补偿方法,弥补控制系统的时延特性引起的航天器姿态波动。在此基础上,通过航天器姿态控制闭环仿真,验证时延特性补偿方法,降低航天器快速机动过程的中的姿态波动,实现航天器快速机动与快速稳定。仿真结果验证了所设计的方法的正确性和先进性。

    一种平台在轨标定方法
    22.
    发明公开

    公开(公告)号:CN108995829A

    公开(公告)日:2018-12-14

    申请号:CN201810716502.2

    申请日:2018-06-29

    Abstract: 一种平台在轨标定方法,特别是一种六自由度Gough-Stewart平台在轨标定方法,通过补偿主动指向超静平台的作动器力系数,降低主动指向超静平台的作动器载荷三轴姿态耦合系数。包括步骤:根据归一化处理的载荷整体的三轴姿态、三轴主惯量,确定载荷整体的质心三轴实际受到的合力矩归一化结果;根据归一化处理的载荷质心的平动位移,归一化处理载荷质心三轴实际作用力。根据归一化处理的载荷质心的平动位移和归一化处理载荷质心三轴实际作用力,迭代计算给出作动器力系数的最优解。根据辨识的作动器力系数补偿主动指向超静作动器驱动电流,实现主动指向超静平台的载荷三轴姿态解耦,降低三轴姿态耦合系数。

    一种航天器多级复合控制的超高精度姿态确定方法

    公开(公告)号:CN108801270A

    公开(公告)日:2018-11-13

    申请号:CN201810588771.5

    申请日:2018-06-08

    Abstract: 一种航天器多级复合控制的超高精度姿态确定方法,步骤为:(1)建立航天器多级复合控制系统的星体‑载荷、载荷‑快反镜之间的姿态约束模型;(2)建立星体‑载荷、载荷‑快反镜之间的相对姿态四元数模型;(3)判断导星敏感器有测量值;(4)无测量值时,建立载荷姿态估计误差状态方程,采用卡尔曼滤波方法估计载荷姿态,实现载荷姿态高精度确定;(5)建立星体姿态估计误差状态方程,采用卡尔曼滤波实现星体姿态高精度确定;(6)有测量值时,采用导星敏感器的测量值qfm估计载荷视线姿态;(7)建立载荷姿态估计误差状态方程,采用卡尔曼滤波方法估计载荷姿态,实现载荷姿态高精度确定;(8)建立星体姿态估计误差状态方程。

    一种航天器多级复合控制的目标姿态协同规划方法及系统

    公开(公告)号:CN108762285A

    公开(公告)日:2018-11-06

    申请号:CN201810513680.5

    申请日:2018-05-25

    CPC classification number: B64G1/244

    Abstract: 一种航天器多级复合控制的目标姿态协同规划方法及系统,所设计的航天器多级复合控制系统包括星体一级控制系统和载荷二级控制系统。在航天器大角度敏捷机动过程中要求载荷和星体跟踪同一目标姿态。由于星体控制周期不同,需要在星体平台目标姿态已知的情况下,采用插值方法计算出载荷控制周期Δt2时间内的目标姿态。首先由星体姿态规划算法计算出下一个控制周期Δt1内的目标姿态θbr。然后,载荷在已知Δt1时间内的目标姿态θbr,采用牛顿插值方法计算出每一个Δt2时间内载荷的目标姿态θpr。在星体和载荷每个时间点目标姿态都已知的情况下,航天器多级复合控制系统采用星体和载荷两级PID控制器进行姿态控制,实现航天器光学载荷高稳定控制。

    一种柔性航天器分布式执行机构和敏感器优化配置方法

    公开(公告)号:CN106096206A

    公开(公告)日:2016-11-09

    申请号:CN201610497871.8

    申请日:2016-06-29

    Abstract: 一种柔性航天器分布式执行机构和敏感器优化配置方法,包含以下步骤:在柔性航天器上选取一系列安装执行机构(例如微型控制力矩陀螺等)和敏感器(角速度计等)的候选节点;假设在候选节点上安装执行机构和敏感器,根据系统能观能控矩阵计算能控性指标和能观性指标,基于能控能观子空间计算各个执行机构和敏感器组合特性的判定指标;依据各指标值的大小选择配置节点,本发明所给出方案能够使系统中各执行机构和敏感器作用发挥到最大,而配置数量最小,精简了系统结构。该方法的通用性强,结构简单、属于国内外相关研究和应用的创新方法,具有很大的市场竞争力,弥补了相关领域实用性方案和理论研究的空白,具有很强的工程实用和理论指导意义。

    基于航天器三超相互制约与耦合的姿态控制方法及系统

    公开(公告)号:CN111781939B

    公开(公告)日:2023-06-30

    申请号:CN202010393990.5

    申请日:2020-05-11

    Abstract: 一种基于航天器三超相互制约与耦合的姿态控制方法及系统,包括:建立引入二级控制后的控制模型;对空间结构的载荷和星体分别建立有限元模型;分别建立载荷和星体的动力学方程,计算载荷和星体的模态集,并将载荷和星体的动力学方程变换至各自的模态空间;由载荷、星体的模态空间动力学方程和主动指向超静平台动力学方程,建立三超平台动力学方程;根据实际控制作用和被控量得到变换矩阵,对三超平台动力学方程进行输入输出变换,得到以物理坐标为输入、输出的状态空间方程;根据状态空间方程得到控制律,进而实现航天器的在轨姿态控制。本发明克服了现有三超平台控制分析、设计中三超平台建模研制流程不清晰、迭代设计计算量大的问题。

    一种柔性航天器多级复合控制动力学建模方法

    公开(公告)号:CN108920789B

    公开(公告)日:2022-07-29

    申请号:CN201810634463.1

    申请日:2018-06-20

    Abstract: 本发明公开了一种柔性航天器多级复合控制动力学建模方法,包括如下步骤:(1)、建立柔性航天器一体化有限元模型;(2)、以主动指向超静平台与载荷和星体连接节点、星体执行机构节点为输入节点,载荷敏感器节点、星体敏感器节点、主动指向超静平台与载荷和星体连接节点为输出节点,建立航天器基于有限元方法的结构动力学方程;(3)、将航天器基于有限元方法的结构动力学方程变换为航天器模态坐标下的结构动力学方程,并改写成航天器的状态空间方程;(4)、对状态空间方程进行输入输出变换,得到以输入节点作用力为输入,以输出节点运动学状态为输出的柔性航天器多级复合控制动力学模型,用于控制系统仿真分析。

    航天器自治协同粗精分层主被一体三超控制参数确定方法

    公开(公告)号:CN111605733B

    公开(公告)日:2022-03-04

    申请号:CN202010350519.8

    申请日:2020-04-28

    Abstract: 一种航天器自治协同粗精分层主被一体三超控制参数确定方法,适用于天文观测、高分辨率对地观测等具有载荷超高精度确定需求的领域。针对具有超高精度、超高稳定度、超敏捷控制的航天器三超控制提供了控制参数设计方法,基于指标分解的方法分别对航天器三超控制系统各控制器参数进行设计,提升了设计效率与控制性能。主要设计思路为:1)首先根据三超控制系统架构,建立星体、载荷、快速反射镜三级控制的控制模型;2)根据三超控制系统模型,推导三级控制的各级控制回路传递函数;3)根据选定的敏感器与执行机构的噪声特性,通过频域分析的方法设计各级控制器参数,使得各级控制回路的功率谱密度满足设计指标,实现航天器的三超控制性能。

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