复杂小天体表面弹跳移动轨迹跟踪控制方法

    公开(公告)号:CN116449715A

    公开(公告)日:2023-07-18

    申请号:CN202310436745.1

    申请日:2023-04-21

    Abstract: 本发明公开的复杂小天体表面弹跳移动轨迹跟踪控制方法,属于深空探测领域。本发明实现方法为:通过引入脉冲碰撞模型来模拟立方体探测器与地面的接触碰撞过程,分析滑动和粘滞两种接触状态以及接触点的速度变化,建立探测器碰撞状态微分方程;通过引入拉伸变量简化数值积分过程,求解碰撞状态微分方程得出探测器碰撞后的状态参数;通过设计探测器与地面接触时的滑模控制律对期望起跳状态进行跟踪,进而对探测器碰撞后的速度和角速度进行补偿,得到修正后的探测器起跳状态;以修正后的状态参数作为下一次弹跳的初始状态,实现探测器在复杂小天体表面的连续弹跳移动,从而实现探测器对标称轨迹的精确跟踪。

    小天体表面弹跳移动姿态机动控制方法

    公开(公告)号:CN116280260A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310291115.X

    申请日:2023-03-23

    Abstract: 本发明公开的小天体表面弹跳移动姿态机动控制方法,属于深空探测领域。本发明实现方法为:针对探测器弹跳移动的姿态机动问题,分别建立探测器在小天体固连坐标系和小天体表面坐标系下起跳后的动力学方程。探测器在起跳后因转动惯量的不确定和外界干扰,其姿态的变化会使碰撞后的下一次弹跳过程变得无法预测,通过建立包含自身转动惯量不确定性和外界环境扰动的总干扰的探测器弹跳移动误差姿态动力学模型,设计包含有限时间控制的滑模面,提高探测器系统状态的收敛效率以及姿态机动控制精度。在有限时间滑模面的基础上引入自适应机制,增强探测器系统的鲁棒性,进而保证探测器能够以较快的速度和较好的精度机动到目标碰撞姿态。

    弱引力小天体表面弹跳轨迹修正控制方法

    公开(公告)号:CN113741193A

    公开(公告)日:2021-12-03

    申请号:CN202111038247.9

    申请日:2021-09-06

    Abstract: 本发明公开的弱引力小天体表面弹跳轨迹修正控制方法,涉及一种在弱引力小天体表面弹跳移动过程中通过势函数制导,从而实现对探测器轨迹进行修正的控制方法,属于深空探测领域。针对现有的小天体表面弹跳移动轨迹修正方法,没有考虑在弹跳过程中位置误差较大时进行脉冲速度机动以及对障碍物的处理,只能进行微小位置偏差的修正。本发明实现方法为:探测器在起跳后因速度误差导致轨迹偏差较大时,将采取脉冲机动的方式对轨迹进行修正,通过引入表示障碍物的修正斥力势函数与引力势函数叠加获得修正势函数,通过所述修正势函数获取脉冲机动速度,探测器通过所述制动速度脉冲进行弱引力小天体表面弹跳轨迹修正控制,从而提高探测器移动的位置精度。

    一种基于最小二乘法的滚转角实时估计方法

    公开(公告)号:CN111504256A

    公开(公告)日:2020-08-07

    申请号:CN202010358933.3

    申请日:2020-04-29

    Abstract: 本发明涉及一种基于最小二乘法的滚转角实时估计方法,属于惯性导航领域。本发明为了克服滚转角测量时地磁测量存在盲区、平台式惯导体积较大且成本较高,滚转方向上的MEMS陀螺仪存在精度高时量程小、量程大时精度低,捷联惯性导航系统存在误差累积等问题,根据弹道方程得到形如Z2×1=H2×2·X2×1的矩阵方程;根据卫星导航数据估计出n个采样时刻弹体的俯仰角、俯仰角速度和偏航角速度,结合双轴陀螺仪数据,得到形如Z2n+1=H2n×2·X2×1的矩阵方程;进而得到包含滚转角信息的X2×1的最小二乘估计;根据X2×1的最小二乘估计及滚转角的取值范围确定滚转角。该方法得到的滚转角精度高,有效避免了捷联惯导系统的误差累积,且解决了MEMS陀螺仪量程不够且精度低的问题。

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