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公开(公告)号：CN119305755B
公开(公告)日：2025-04-01
申请号：CN202411854515.8
申请日：2024-12-17
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种星体与旋转载荷联合自平衡角动量控制方法及装置，属于卫星姿态控制领域。方法包括：利用大角动量动量轮系在旋转轴方向的力矩输出能力，对载荷平台的起旋角速度运动轨迹进行规划；根据载荷平台的标称旋转惯量以及规划中载荷平台的起旋角速度，实时估算载荷平台的起旋控制力矩；基于整星角动量守恒原理，将载荷平台的起旋控制力矩引入至卫星平台动量轮的反馈控制力矩，以计算起旋过程中利用第一控制电压控制大角动量动量轮系对起旋轴方向的卫星姿态控制，利用第二控制电压控制大力矩动量轮系对另外两个旋转轴方向的卫星姿态控制。本发明能够在大载荷速度调节过程中进行卫星平台角动量控制，实现整星零动量控制。
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公开(公告)号：CN119309577B
公开(公告)日：2025-03-04
申请号：CN202411845227.6
申请日：2024-12-16
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种高动态载荷的多信息融合姿态确定方法和装置，属于卫星姿态控制领域。方法包括：卫星在星敏不可见天区内，利用陀螺的姿态外推进行载荷平台定姿；卫星进入星敏可见天区时，利用星敏测量姿态进行陀螺的姿态四元数重置，并基于重置后的姿态四元数进行陀螺姿态外推，以利用陀螺的姿态外推联合星敏修正进行融合定姿，且在可见天区的前半弧段使用第一双星敏组进行融合定姿，在可见天区的后半弧段使用第二双星敏组进行融合定姿；每一个双星敏组中的两个星敏感器为一体化安装，且每一个双星敏组中的两个星敏感器在YOZ平面的投影重合。本发明可以保证高动态载荷的星敏测量精度，满足光学卫星在轨载荷平台高速运动特性下的定姿精度需求。
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公开(公告)号：CN119305754B
公开(公告)日：2025-02-25
申请号：CN202411854514.3
申请日：2024-12-17
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种旋转载荷高频预估与定时修正的高精度定姿方法和装置，属于卫星姿态控制领域。方法包括：卫星在星敏不可见天区内，利用陀螺的短周期姿态预估进行定姿；卫星进入星敏可见天区时，利用星敏姿态四元数重置陀螺的起始滤波估计姿态，并基于重置后的陀螺起始滤波估计姿态进行短周期姿态预估，以利用陀螺的短周期姿态预估和星敏修正进行融合定姿；其中，陀螺的姿态预估周期小于星敏修正周期。本发明通过减小陀螺的姿态四元数预估周期，提高陀螺的姿态预估频率，在星敏可见天区通过长短周期融合姿态确定策略，有效降低大角速度旋转载荷运动特性带来的姿态确定过程中的偏差，实现高速旋转载荷高精度姿态确定。
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公开(公告)号：CN119309577A
公开(公告)日：2025-01-14
申请号：CN202411845227.6
申请日：2024-12-16
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种高动态载荷的多信息融合姿态确定方法和装置，属于卫星姿态控制领域。方法包括：卫星在星敏不可见天区内，利用陀螺的姿态外推进行载荷平台定姿；卫星进入星敏可见天区时，利用星敏测量姿态进行陀螺的姿态四元数重置，并基于重置后的姿态四元数进行陀螺姿态外推，以利用陀螺的姿态外推联合星敏修正进行融合定姿，且在可见天区的前半弧段使用第一双星敏组进行融合定姿，在可见天区的后半弧段使用第二双星敏组进行融合定姿；每一个双星敏组中的两个星敏感器为一体化安装，且每一个双星敏组中的两个星敏感器在YOZ平面的投影重合。本发明可以保证高动态载荷的星敏测量精度，满足光学卫星在轨载荷平台高速运动特性下的定姿精度需求。
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公开(公告)号：CN119294160A
公开(公告)日：2025-01-10
申请号：CN202411846755.3
申请日：2024-12-16
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 本发明提供了一种大惯量旋转载荷的复杂连接多体动力学建模方法，涉及航天器动力学建模技术领域，应用于卫星平台和载荷平台均为大惯量刚体的卫星中，包括：建立卫星的参考坐标系；根据参考坐标系获取卫星平台和载荷平台的位置矢量和角速度矢量；根据位置矢量、角速度矢量、卫星平台的质量和载荷平台的质量，建立卫星相对卫星的质心的角动量矩方程、载荷平台相对连接点的动量矩方程、卫星的质心平动方程以及载荷平台的质心平动方程。本方案实现了对大惯量旋转载荷的复杂连接多体卫星的动力学建模。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114740757B
公开(公告)日：2024-12-24
申请号：CN202210345667.X
申请日：2022-03-31
Applicant: 北京控制工程研究所
Inventor： 罗睿智 , 张激扬 , 樊亚洪 , 武登云 , 张磊 , 陈志华 , 苏晏 , 李贵明 , 赵同爽 , 刘西全 , 王晗 , 于国庆 , 张鹏波 , 王英广 , 王舒雁 , 齐明 , 姚锐 , 顾正成 , 肖晓 , 杜金龙 , 高岩 , 张春艳 , 刘建 , 郭腾飞 , 冯洪伟 , 常江娟 , 郑翔 , 杨磊
IPC: G05B17/02
Abstract: 一种磁悬浮非对称旋转扫描卫星的两体姿态仿真方法，属于航天技术领域。针对非理想旋转扫描转子(载荷舱)和卫星平台舱，本发明进行了两舱系统的姿态动力学建模，为了通过磁悬浮旋转关节向平台舱借力实现载荷舱高精度姿态控制，为磁悬浮旋转关节和平台舱分别设计了姿态控制律，通过动力学系统和姿态控制系统的联合仿真，验证了模型等的有效性，为后续卫星的高精度姿态控制的控制律设计和地面仿真验证提供了模型依据。
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公开(公告)号：CN111832127B
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202010574618.4
申请日：2020-06-22
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G06F30/17 , G06F30/20 , F16C32/04 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种洛伦兹力径向磁轴承设计方法，(1)、确定磁轴承上转子组件和下转子组件各部件径向尺寸；(2)、根据磁轴承的轴向安装机械尺寸约束，确定磁轴承上转子组件和下转子组件各部件轴向尺寸；(3)、根据径向磁轴承需要输出的最大径向磁力F、根据步骤(2)所确定的转子组件计算磁轴承主磁路的气隙磁密值B和定子组件结构约束，确定定子瓦型线圈匝数、内阻尼线圈匝数、外阻尼线圈匝数、定子组件总厚度；(4)、进行径向磁轴承磁力复合复算，得到输出磁力大小和功耗，如果不满足要求，则反馈迭代直至输出磁力大小以及功耗均满足设计要求。
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公开(公告)号：CN116409472A
公开(公告)日：2023-07-11
申请号：CN202310036879.4
申请日：2023-01-10
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明涉及一种双周期姿态预估及修正的时序设计方法，采用定时器中断，每个控制周期为5ms，20个控制周期构成一个100ms的大周期。在每个5ms控制周期中断(高频次短周期)中运行陀螺数据处理函数，5ms周期的剩余时间(低频次长周期)执行控制任务Task1处理函数。本发明在高频次短周期中进行陀螺数据更新及姿态预估，保证了姿态数据的高频率、高精度更新，提高了星体姿态测量的精度；在低频次长周期中进行星敏感器数据更新及姿态修正，适应了星敏感器的数据更新率。
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公开(公告)号：CN113212807B
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202110348506.1
申请日：2021-03-31
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明一种微纳卫星用控制力矩陀螺框架转子组件，包括：旋转质量本体、第一角接触球轴承、第二角接触球轴承、第一轴承压盖、第二轴承压盖、预紧螺钉、框架、高速电机转子和高速电机定子；旋转质量本体、第一角接触球轴承、第二角接触球轴承、第一轴承压盖、第二轴承压盖和框架构成一个封闭力系，预紧螺钉通过轴承压盖对封闭力系施加预紧力。本发明的控制力矩陀螺框架转子组件减少了部件数量及联接环节，节省了组件的整体重量，同时减小风阻影响，缩短旋转质量本体到达标称转速的时间，实现控制力矩陀螺快速对外输出力矩的功能，解决了微纳卫星实现快速、大范围的姿态机动问题。
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公开(公告)号：CN115790973A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211288234.1
申请日：2022-10-20
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种磁悬浮转子质心位置在线估计系统，包括：磁悬浮转子单元、A端/B端磁轴承控制单元、激励单元、自适应估计单元。A端/B端磁轴承控制单元计算并提供转子A端/B端稳定悬浮所需控制电流，输出给磁轴承A/B，控制磁悬浮转子单元A端/B端悬浮。激励单元根据给功率放大器A/B施加频率为f、幅值为Aa/Ab的正弦激励，同时对控制器输出A/B频率为f的成分进行同频陷波，用以给磁轴承施加可知、可控的激励力。自适应估计单元根据A、B端转子位置之差计算调整激励输出B的幅值Ab的大小，使得A、B端转子位置之差为零，根据激励输出A幅值Aa和激励输出B幅值Ab即可得出转子质心位置。本发明不借助于重力，适用于各种环境下对磁悬浮转子质心进行高精度估计。
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