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公开(公告)号：CN114408219B
公开(公告)日：2023-06-16
申请号：CN202210073695.0
申请日：2022-01-21
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明一种主动指向超静平台指令力分配阵重构方法，适用于天文观测、高分辨率对地观测等航天器多级复合高精度姿态控制需求的领域。针对主动指向超静平台作动器故障后指令力分配存在的问题，设计了一种主动指向超静平台指令力分配阵重构方法，解决了不同作动器数目故障下的主动指向超静平台指向控制的难题。首先设计了主动指向超静的构型变化对载荷六自由度运动影响的定量评价指标，在建立新的构型奇异度指标的基础上，通过构型奇异度指标进行平动自由度的有选择性释放，从而提升主动指向超静平台转动自由度的控制精度，实现最大限度地减少作动器故障对超静平台主动指向控制效果的影响。
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公开(公告)号：CN111619829B
公开(公告)日：2022-04-22
申请号：CN202010393092.X
申请日：2020-05-11
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
Abstract: 一种基于主动指向超静平台的多级协同控制方法，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。在星体姿控系统+快反镜的两级控制系统的基础上，在航天器星体与载荷之间安装具有指向功能的超静平台，组成由一级星体姿控、二级载荷姿控和三级快摆镜组成的三级控制系统。实现对期望姿态的高精度控制。本发明针对新型航天器平台三级复合系统，提出了基于主动指向超静平台的多级协同控制方法，设计星体一级、载荷二级和快反镜三级系统控制律；在满足系统响应需求的前提下，实现多级多带宽复合控制，解决了星体‑载荷‑快速反射镜三者之间的协同控制问题。
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公开(公告)号：CN111605735B
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202010351874.7
申请日：2020-04-28
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明一种航天器三超控制可变包络角动量分析方法，适用于兼具有敏捷机动要求与高精度指向控制需求的航天器姿态控制领域。现有的控制力矩陀螺群安装倾角固定不变，难以最大限度的发挥控制力矩陀螺群角动量能力。针对此，设计一种航天器三超控制可变包络角动量分析方法。在原有控制力矩陀螺群安装构型固定的基础上，引入安装倾角这一控制变量，实现控制力矩陀螺群角动量包络的进一步提升，分析结果表明安装倾角可变时，在XOY平面内控制力矩陀螺群合成角动量能够由250Nms提高到261Nms，在Z轴方向控制力矩陀螺群合成角动量能够由145Nm提高到279Nms，提高了航天器敏捷机动能力。
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公开(公告)号：CN111547275B
公开(公告)日：2021-12-07
申请号：CN202010351841.2
申请日：2020-04-28
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24 , B64G1/10 , G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 一种航天器三超控制鲁棒自适应多级协同方法，适用于天文观测等对有效载荷姿态具有超高精度、超高稳定度和超高敏捷度的大型卫星平台。与传统的PID控制算法不同，本发明结合滑模控制在滑模面上的鲁棒性特点和自适应控制能够在线估计参数的特点，进行星体‑主动指向超静平台两级复合控制。多级协同控制思路为：1)在载荷和航天器本体之间安装主动指向超静平台，根据航天器本体和载荷的质量特性设计主动指向超静平台的控制参数；2)结合滑模控制和自适应控制的思想，设计考虑带宽约束的星体鲁棒自适应控制器，使得星体控制器能够与主动指向超静平台相匹配，实现对载荷的三超控制。
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公开(公告)号：CN111605737B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202010393105.3
申请日：2020-05-11
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
Abstract: 一种航天器三超控制多级协同规划与敏捷机动方法，适用于航天器相对运动控制领域。在追踪航天器与目标航天器相对姿态较大时，采用轨道外推获得追踪航天器和目标航天器的初始相对姿态，设计追踪航天器星体一级控制器实现敏捷机动以对目标航天器进行快速指向。当追踪航天器与目标航天器相对姿态较小时，通过光学相机进行载荷目标姿态规划。设计载荷二级姿态控制器，以光学载荷的测量信息为反馈，实现载荷光轴对目标航天器高精度指向控制。同时，针对追踪航天器星体和载荷控制器周期不同的问题，设计追踪航天器多级协同规划方法，利用卫星平台发送的姿态进行轨迹插值，实现载荷对目标姿态的高精度跟踪。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108846504B
公开(公告)日：2020-10-23
申请号：CN201810514486.9
申请日：2018-05-25
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种超敏捷卫星区域多点目标任务优化方法及系统，本发明能够保证对目标点的快速高效筛选，形成优化的区域内多点目标任务集合。在确定的任务执行区间内，采用综合最佳分辨率、最大能源获取能力等因素的加权平均方法确定最佳成像时间点，保证成像任务的最佳质量。为了保证任务冲突问题的高效解决，引入性价比判断原则，进行优先级序，保证高优先级任务的有效执行。在区域内重叠任务的解决，采用了兼顾了两个目标点之间姿态机动角度最小和先可见的任务优先观测的迭代排序方法，有效地保证任务的高效执行。本发明特别适用于面向超敏捷卫星的区域内多点目标成像任务的星上规划，能有高效完成任务筛选，冲突解决等关键问题。
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公开(公告)号：CN111625010A
公开(公告)日：2020-09-04
申请号：CN202010350592.5
申请日：2020-04-28
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/08
Abstract: 一种基于组合滤波的航天器三超近零误差跟踪控制方法，适用于目标跟踪且具有载荷超高精度确定需求的领域。与传统的航天器星体平台单级姿态控制不同，本发明针对具有“超高精度指向”、“超高稳定度控制”、“超敏捷控制”等“三超”控制性能的航天器平台提出了基于组合滤波的星体-载荷-快反镜三级姿态协同控制方法，利用深度学习提高对目标的位姿解算，并从星体、载荷、快反镜三级系统逐级提高姿态控制精度，为光学载荷快速跟踪和高质量成像提供高精度姿态控制。本发明方法主要思路为：建立三级协同控制系统动力学模型；基于深度学习的目标航天器特征部位位姿解算；设计多级系统融合滤波器；设计三级协同控制系统控制器，包括带宽设计。
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公开(公告)号：CN111605735A
公开(公告)日：2020-09-01
申请号：CN202010351874.7
申请日：2020-04-28
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明一种航天器三超控制可变包络角动量分析方法，适用于兼具有敏捷机动要求与高精度指向控制需求的航天器姿态控制领域。现有的控制力矩陀螺群安装倾角固定不变，难以最大限度的发挥控制力矩陀螺群角动量能力。针对此，设计一种航天器三超控制可变包络角动量分析方法。在原有控制力矩陀螺群安装构型固定的基础上，引入安装倾角这一控制变量，实现控制力矩陀螺群角动量包络的进一步提升，分析结果表明安装倾角可变时，在XOY平面内控制力矩陀螺群合成角动量能够由250Nms提高到261Nms，在Z轴方向控制力矩陀螺群合成角动量能够由145Nm提高到279Nms，提高了航天器敏捷机动能力。
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公开(公告)号：CN108801270B
公开(公告)日：2020-06-09
申请号：CN201810588771.5
申请日：2018-06-08
Applicant: 北京控制工程研究所
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。
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公开(公告)号：CN108995829B
公开(公告)日：2020-03-24
申请号：CN201810716502.2
申请日：2018-06-29
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
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。
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