一种航天器三超控制鲁棒自适应多级协同方法

    公开(公告)号:CN111547275A

    公开(公告)日:2020-08-18

    申请号:CN202010351841.2

    申请日:2020-04-28

    摘要: 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。

    一种SGCMG的框架角速度确定方法

    公开(公告)号:CN110723316A

    公开(公告)日:2020-01-24

    申请号:CN201910872892.7

    申请日:2019-09-16

    IPC分类号: B64G1/28 B64G1/24

    摘要: 一种SGCMG的框架角速度确定方法,包括步骤:1)根据n个SGCMG的构型及合成角动量,确定n个SGCMG构型的标称框架角向量;2)根据每个SGCMG的框架角,确定框架角运动方程的Jacob及框架角偏离标称的偏差;3)根据步骤2)确定的所述Jacob及框架角偏离标称的偏差,确定SGCMG框架角速度指令。本发明方法通过考虑框架角偏离标称的距离、框架角指令幅值及力矩输出偏差,具有姿态机动中奇异规避及机动后框架标称位置返回的能力,调和了CMG框架奇异规避与姿态控制力矩之间的矛盾,能够确保沿任意姿态机动高性能实现。

    基于框架角自适应调整的CMG操纵方法及系统

    公开(公告)号:CN108333944A

    公开(公告)日:2018-07-27

    申请号:CN201810164240.3

    申请日:2018-02-27

    IPC分类号: G05B13/04

    摘要: 本发明公开了一种基于框架角自适应调整的CMG操纵方法及系统。其中,该方法包括如下步骤:(1)依次计算各CMG角动量方向单位矢量和飞行器期望控制力矩方向单位矢量的夹角,得到包含所有夹角的夹角向量Φ,若夹角向量Φ中的最小夹角小于阈值ε,则需要进行自适应调整并计算调整方向;(2)在自适应调整时间内,计算步骤(1)中最小夹角所对应的CMG框架的正弦运动转速及相应的力矩,再计算其他CMG的随动补偿转速;(3)将步骤(2)中的最小夹角所对应的CMG框架的正弦运动转速、其他CMG的随动补偿转速与CMG的其他操纵律合成,作为CMG控制指令输入。本发明解决了因CMG奇异问题导致卫星不能输出期望控制力矩、甚至影响飞行器性能指标实现的问题。

    一种基于平衡方程等价性的陀螺故障诊断方法

    公开(公告)号:CN105300406B

    公开(公告)日:2018-05-22

    申请号:CN201510595879.3

    申请日:2015-09-17

    IPC分类号: G01C25/00

    摘要: 本发明一种基于平衡方程等价性的陀螺故障诊断方法,公开了一种适用于航天器陀螺故障诊断方法,首先将具有冗余测量的5个陀螺以四个陀螺为一组合形成5个陀螺组,并在每一陀螺组中任意选择一组平衡方程计算其平衡方程系数及平衡方程误差;然后,针对每组陀螺根据其平衡方程系数计算得到与构型相关参量,并将该参量与设定的故障阈值的乘积作为故障判断依据值;最后,将每组陀螺的平衡方程误差与其计算故障判断依据值进行比较,根据所有陀螺组比较结果对故障陀螺进行定位。本发明基于陀螺组平衡方程之间的等价性结论,以算法最小计算量基础上实现了陀螺故障准确诊断效果,同时对故障判断阈值给出了明确的选取原则,具有很强的工程可操作和可实现性。

    一种基于增量式偏流角的动中成像卫星姿态控制方法

    公开(公告)号:CN103955138B

    公开(公告)日:2016-06-01

    申请号:CN201410151609.9

    申请日:2014-04-15

    IPC分类号: G05B17/00

    摘要: 一种基于增量式偏流角的动中成像卫星姿态控制方法,适用于卫星在成像过程中三轴均具有主动旋转角速度时的姿态控制过程。传统的成像卫星姿态控制方法均只适用于卫星滚动和俯仰姿态接近于零的情况。而本发明方法在获取偏流角时,选取卫星当前目标姿态为参考基准,在偏流角的求解过程中首先求解了偏流角的增量,该增量相对于卫星当前时刻的偏航角而言,并将更新后的参考姿态矩阵作为姿态控制时的目标姿态矩阵,使得卫星姿态能够跟踪上目标姿态。本发明方法既能够满足动中成像对卫星姿态控制的需求,也可以用于传统卫星的成像过程姿态控制,使得卫星的姿态控制更加灵活。

    基于零运动的控制力矩陀螺框架角速度控制量的确定方法

    公开(公告)号:CN103941741B

    公开(公告)日:2016-06-01

    申请号:CN201410174771.2

    申请日:2014-04-28

    IPC分类号: G05D1/08

    摘要: 基于零运动的控制力矩陀螺框架角速度控制量的确定方法,针对控制力矩陀螺群的控制问题,首先测量当前的框架角位置,并与标称框架角进行比较以求得两者偏差,根据偏差设计回标称框架角的低速框架指令。然后将得到的回标称框架角控制指令投影到控制力矩陀螺框架运动的零空间。最后,通过与传统的基于Jcobian矩阵求解低速框架角速度指令的方法及奇异规避的方法相结合,得到最终的控制力矩陀螺框架角速度的控制量。本发明方法能够保证在不对星体姿态产生影响的条件下,使得控制力矩陀螺顺利回归框架标称位置,从而使得控制力矩陀螺保持良好的构型,非常适合于有外扰作用或多轴大角度机动卫星的控制系统。

    一种渐变惯量充液执行机构及对航天器高精度姿态控制的方法

    公开(公告)号:CN105204513A

    公开(公告)日:2015-12-30

    申请号:CN201510595474.X

    申请日:2015-09-17

    IPC分类号: G05D1/08

    摘要: 本发明涉及一种渐变惯量充液执行机构及对航天器高精度姿态控制的方法,其中渐变惯量充液执行机构包括:固定和安装整个飞轮结构的真空容器(1)、飞轮轴承(2)、飞轮电机(3)、飞轮(4);控制方法为建立层流附面层方程,计算附面层内的速度分布,建立航天器在执行机构惯量变化过程中的姿态动力学方程,得到姿态变化需要执行机构提供的控制力矩Tc。本发明提高了姿态控制过程中,姿态控制执行机构的执行能力,提高输出力矩覆盖的范围,同时降低转动部件高频转动时由于结构、工艺设计问题带来的动不平衡、阻力过大等问题。

    基于陀螺数据的在轨发动机羽流数据获取方法

    公开(公告)号:CN103149030B

    公开(公告)日:2015-10-21

    申请号:CN201310036219.2

    申请日:2013-01-30

    IPC分类号: G01M15/00

    摘要: 本发明公开了一种基于陀螺数据的在轨发动机羽流数据获取方法,包括以下步骤:建立航天器正常三轴稳定姿态,采用动量轮作为三轴控制的执行机构、磁力矩器卸载,陀螺和红外或星敏感器等姿态敏感器定姿;确定参与试验的发动机启控点和喷气时间长度;发动机工作前准备(如开加热器、开自锁阀等);记录陀螺输出的数据;测试结果分析,根据陀螺数据和航天器的质量特性分析发动机喷气产生的干扰力和力矩。采用本发明实现了在高真空真实环境下在轨发动机的羽流数据获取。

    一种基于增量式偏流角的动中成像卫星姿态控制方法

    公开(公告)号:CN103955138A

    公开(公告)日:2014-07-30

    申请号:CN201410151609.9

    申请日:2014-04-15

    IPC分类号: G05B17/00

    摘要: 一种基于增量式偏流角的动中成像卫星姿态控制方法,适用于卫星在成像过程中三轴均具有主动旋转角速度时的姿态控制过程。传统的成像卫星姿态控制方法均只适用于卫星滚动和俯仰姿态接近于零的情况。而本发明方法在获取偏流角时,选取卫星当前目标姿态为参考基准,在偏流角的求解过程中首先求解了偏流角的增量,该增量相对于卫星当前时刻的偏航角而言,并将更新后的参考姿态矩阵作为姿态控制时的目标姿态矩阵,使得卫星姿态能够跟踪上目标姿态。本发明方法既能够满足动中成像对卫星姿态控制的需求,也可以用于传统卫星的成像过程姿态控制,使得卫星的姿态控制更加灵活。