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公开(公告)号：CN105301958B
公开(公告)日：2018-01-02
申请号：CN201510733982.X
申请日：2015-11-03
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/02
Abstract: 本发明公开的一种基于气动力辅助的平衡点周期轨道捕获方法，涉及一种太阳‑行星‑探测器三体系统下周期轨道的捕获方法，属于航空航天技术领域。本发明通过建立探测器在气动力下的运动方程，并确定探测器在大气内运动的控制量变化规律，利用探测器进入行星大气的一段轨道将星际转移轨道与平衡点周期轨道的稳定流形相连接，实现行星‑太阳‑探测器三体系统的周期轨道捕获。探测器首先进入行星大气，利用气动力辅助减速，并在离开大气时进入行星‑太阳‑探测器三体系统下的稳定流形，沿稳定流形无动力滑行至周期轨道实现捕获。本发明具有所需速度增量极小，捕获机会多，灵活性高的特点，适用于具有大气的行星平衡点周期轨道捕获。
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公开(公告)号：CN105511493A
公开(公告)日：2016-04-20
申请号：CN201511000976.X
申请日：2015-12-28
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/10
CPC classification number: G05D1/104
Abstract: 本发明公开的一种基于火星大气辅助的低轨星座部署方法，涉及一种火星大气与其引力系统下的火星星座部署方法，属于航空航天技术领域。本发明通过优化得到满足气动力要求的控制率来求解出所需初始轨道进入大气施加的速度脉冲和飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲。探测器通过施加所需的飞行器从初始轨道进入大气速度脉冲将载有的飞行器从远火点位置释放并进入大气，在大气内通过优化给出的控制率进行气动力辅助轨道转移，并通过施加所需的飞行器进入目标轨道施加的速度脉冲将飞行器定轨到目标轨道上，将多颗星座飞行器分别部署到各自的目标轨道上，实现对整个星座的部署。本发明部署过程所消耗的能量低，对目标轨道没有严苛的要求，部署过程灵活。
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公开(公告)号：CN104635740A
公开(公告)日：2015-05-20
申请号：CN201410815372.X
申请日：2014-12-23
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的一种深空探测器自主姿态机动控制方法，涉及自主姿态机动控制方法，属于航天器姿态控制技术领域。本发明以ORRT算法作为路径规划方法，对姿态空间的一致分布节点进行随机采样，然后进行权衡择优扩展路径，以贪婪扩展方式在安全空间中增量扩展，在探测器本体坐标系下分别建立探测器姿态机动动力学约束模型、实际工程约束模型和探测器几何约束模型，得到满足约束的路径节点和生成节点的控制力矩，进而生成探测器姿态机动路径和所需要的控制力矩，按照生成探测器姿态机动路径和所需要的控制力矩实现探测器机动到目标姿态。本发明在满足探测器面临的各种复杂约束条件下，缩短规划路径时间，提高探测器从起始姿态机动到目标姿态的效率。
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公开(公告)号：CN103293962B
公开(公告)日：2015-04-15
申请号：CN201310240164.7
申请日：2013-06-18
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于分解协调策略的行星借力小推力轨道优化方法，属于航空航天技术领域。首先以行星借力处为节点，将行星借力小推力转移轨道优化问题分解为一个系统级优化问题和两个二级优化子问题；然后以系统级优化问题求解为主迭代，用于协调子优化问题的行星借力处状态匹配，以二级优化子问题求解为次迭代，用于确定各分段轨道的推力控制律，直至主迭代和次迭代都收敛。本方法降低了优化模型的复杂度和轨道约束对优化参数的敏感度，提高了转移轨道优化问题的收敛效率。
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公开(公告)号：CN102351047B
公开(公告)日：2014-04-16
申请号：CN201110199581.2
申请日：2011-07-16
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/00
Abstract: 本发明公开了一种基于地日平衡点观测与跟踪小天体的位置选择方法，属于航空航天技术领域。该方法首先由空间观测航天器-太阳-地球构成的三体系统得到五个动平衡点；然后选择L2平衡点附近的拟周期轨道作为空间观测航天器I的位置安放点；选择L4和L5点分别作为空间观测航天器II和III的位置安放点，构建出三颗空间航天器的观测网络，对小天体进行联合观测与跟踪。本发明方法，对比已有技术，能够实现对小天体的长周期观测与跟踪，具有稳定性好、航天器位置保持所需能量消耗少、观测与跟踪弧段长等优点和效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN103112600A
公开(公告)日：2013-05-22
申请号：CN201310068313.6
申请日：2013-03-04
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/00
Abstract: 本发明涉及一种星际转移轨道设计方法，尤其涉及一种从三体系统动平衡点附近周期轨道到小天体的转移轨道设计方法，属于航空航天技术领域。首先基于探测器所在三体系统动平衡点附近的周期轨道，假设初始时刻探测器的状态x0=[r0,v0]；然后沿切向施加速度增量△v使其从动平衡点附近周期轨道出发；基于多体模型建立探测器飞越目标小天体时与目标小天体的距离df、飞行时间tf和切向速度增量△v之间的关系；通过优化算法可得到飞越距离df最小时转移轨道的初值。最后，在此初值的基础上采用二级微分修正法，得到满足两点边值的轨道参数。本方法能够实现对从动平衡点附近周期轨道飞向小天体转移轨道的快速设计，计算量小，效率高。
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公开(公告)号：CN103020338A
公开(公告)日：2013-04-03
申请号：CN201210499239.9
申请日：2012-11-29
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明涉及一种小推力借力轨道解空间剪切方法，属于深空探测轨道设计领域。根据任务需求，得到进行小推力借力初始设计的相关参数集合，对设计参数的离散化处理；通过构造相关约束条件，并验证所得解空间中的每组数据，剔除不可行解，过程中采用逆六次多项式逼近小推力转移轨道，对形状逼近技术所得的相关参数值（速度增量、加速度最大值）进行判定；同时引入行星借力模型拼接各小推力弧段，计算探测器经过行星借力后的速度，以消除速度匹配误差，提高计算精度。该方法能够根据给定的始末端边界条件对不同任务类型的小推力借力转移轨道进行快速设计，有效提高计算的精度，适用于交会型、飞越型等多种方式探测任务的转移轨道设计。
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公开(公告)号：CN101762277B
公开(公告)日：2012-02-15
申请号：CN201010103522.6
申请日：2010-02-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种基于路标导航的六自由度位置姿态确定方法，属于自动控制系统中的信息处理领域。本发明通过像素观测方程中位置元素与姿态元素的耦合性，考虑欧式变换下角度的不变性，把各导航路标观测视线之间所形成的夹角作为观测量，将像素观测方程中位置、姿态状态解耦，对像素观测方程中位置、姿态状态分别求解，减小算法的复杂性，快速确定结果并提高求解精度。该方法的适用性还可以由3个导航路标扩展到多个路标。
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公开(公告)号：CN101782392B
公开(公告)日：2012-01-04
申请号：CN201010103514.1
申请日：2010-02-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24
Abstract: 本发明涉及一种基于观测矩阵的深空探测器自主导航路标选取方法，特别适用于利用三个路标进行深空探测器位置和姿态自主确定的导航系统，属于自主导航领域。本发明通过读取导航路标在目标天体坐标系下的位置数据，计算出目标天体坐标系下n个路标相对探测器的位置矢量；通过计算观测矩阵的行向量，得到观测矩阵H；计算任意三个导航路标组合所对应的矩阵(HHT)-1的特征值之和，选取最优的三个导航路标。本发明的基于观测矩阵的深空探测器自主导航路标选取方法具有精度高、计算小、解析可行，为近目标天体飞行的深空探测提供了明确可行的导航路标选取方法。
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公开(公告)号：CN119389455A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202410880377.4
申请日：2024-07-02
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24 , G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/14 , G06F111/04
Abstract: 本发明公开的一种基于吸引域的Halo轨道长期控制保持方法，属于航空航天领域。本发明实现方法为：基于三体动力学，通过微分修正技术获得标称Halo轨道。基于控制李亚普诺夫函数，构建吸引域判别条件，基于采样法求解标称Halo对应的吸引域，将航天器约束在该吸引域内，能够保证控制器的稳定性与可控性。在此基础上，选取位于吸引域内的死区，以死区外边界为外环，死区内边界为内环，当航天器触及外边界时开启推力器，将航天器控制到内边界时推力器停止工作，构建该双环控制策略。基于双环控制策略，以控制李雅普诺夫函数递减和控制幅值为约束，以燃耗为性能指标，通过求解该优化问题得到对应的反馈控制律，对位于Halo轨道上的航天器进行控制保持。
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