公开(公告)号：CN112257906B

公开(公告)日：2022-08-12

申请号：CN202011061688.6

申请日：2020-09-30

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 王同磊 ,  傅秀涛 ,  许凡 ,  何世民 ,  綦艳霞 ,  杨林东 ,  董晓刚 ,  党纪红 ,  姚宁 ,  田科丰

IPC分类号： G06Q10/04 ,  G06Q10/06

摘要： 本发明一种基于状态管理的成像卫星自主任务规划驱动方法，具体步骤如下：(1)任务状态信息提取；(2)任务状态信息融合并对融合后的状态信息进行优化，建立任务状态量并改进状态量的设计；(3)对任务状态的迁移进行优化，建立有限状态机，以此驱动自主任务规划流程。本发明基于状态管理，并对任务状态量的设计进行改进，对任务状态的迁移进行优化，保证自主任务规划流程正确驱动的同时使得成像卫星自主任务规划更加灵活智能。

公开(公告)号：CN110502038B

公开(公告)日：2022-04-22

申请号：CN201910668429.0

申请日：2019-07-23

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 刘其睿 ,  王淑一 ,  袁利 ,  谌颖 ,  车汝才 ,  陆栋宁 ,  高进 ,  张晋 ,  张怡 ,  葛莹 ,  王丽娇 ,  田科丰 ,  吴倩

IPC分类号： G05D3/12 ,  H01Q3/08 ,  H01Q1/28

摘要： 一种机动过程中天线预置的高稳定度控制方法，包括步骤如下：(1)在卫星姿态机动开始时向天线发送角度预置指令；(2)在卫星姿态机动期间和姿态机动结束后的稳定控制期间，根据姿态机动目标角度、卫星当前轨道位置和天线接收站位置，实时计算天线理论目标转动角度，并发送给天线用于预置和预置完成后的跟踪。本发明的方法根据天线大角度预置运动时干扰力矩较大而平稳跟踪时干扰力矩较小的特点，将卫星天线预置过程放在姿态机动阶段完成，充分利用卫星姿态机动阶段的高控制带宽和快速调整能力，对天线预置干扰力矩带来的姿态扰动进行快速稳定，避免了天线预置干扰力矩对姿态稳定度的不利影响。

公开(公告)号：CN108762285B

公开(公告)日：2021-08-10

申请号：CN201810513680.5

申请日：2018-05-25

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 关新 ,  汤亮 ,  王有懿 ,  张科备 ,  郝仁剑 ,  田科丰

IPC分类号： G05D1/08

摘要： 一种航天器多级复合控制的目标姿态协同规划方法及系统，所设计的航天器多级复合控制系统包括星体一级控制系统和载荷二级控制系统。在航天器大角度敏捷机动过程中要求载荷和星体跟踪同一目标姿态。由于星体控制周期不同，需要在星体平台目标姿态已知的情况下，采用插值方法计算出载荷控制周期Δt2时间内的目标姿态。首先由星体姿态规划算法计算出下一个控制周期Δt1内的目标姿态θbr。然后，载荷在已知Δt1时间内的目标姿态θbr，采用牛顿插值方法计算出每一个Δt2时间内载荷的目标姿态θpr。在星体和载荷每个时间点目标姿态都已知的情况下，航天器多级复合控制系统采用星体和载荷两级PID控制器进行姿态控制，实现航天器光学载荷高稳定控制。

公开(公告)号：CN108803307B

公开(公告)日：2021-07-13

申请号：CN201810514494.3

申请日：2018-05-25

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 王有懿 ,  关新 ,  汤亮 ,  张科备 ,  郝仁剑 ,  田科丰 ,  朱琦 ,  邢林峰 ,  张聪 ,  李勇

IPC分类号： G05B9/03 ,  G05B11/42 ,  G05B13/04 ,  G05B23/02

摘要： 一种主动指向超静平台自主故障诊断与容错控制方法及系统，所设计的故障诊断与容错控制方法适用于主动指向超静平台这类高度耦合的复杂多输入多输出系统。首先，建立了主动指向超静平台动力学模型，并设计了载荷指向控制解耦模型和解耦矩阵。通过解耦矩阵实现主动指向超静平台由复杂多输入多输出系统转换为多个相对简单的单输入单输出系统，简化载荷控制器的设计。然后，针对单个作动器故障的载荷容错控制问题，通过建立新解耦矩阵实现载荷指向控制重构，并给出了基于解耦矩阵条件数最小的冗余自由度选择方法。数学仿真结果表明：基于冗余自由度最优选择的主动指向容错控制方法能够最大限度地减少作动器故障对主动指向超静平台载荷指向控制效果的影响。

公开(公告)号：CN110733672B

公开(公告)日：2021-04-13

申请号：CN201910889151.X

申请日：2019-09-19

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 关新 ,  张科备 ,  田科丰

IPC分类号： B64G1/28 ,  B64G1/10

摘要： 一种控制力矩陀螺动态响应时延特性闭环补偿方法，适用于具有超高精度超高稳定度超敏捷机动控制的领域。航天器敏捷机动加减速时，由于CMG框架角采样存在时延且在一个控制周期内保持不变，使得用于计算操纵律、分配控制力矩的低速框架角与实际框架角相比存在滞后，进而使机动过程中误差变大、机动到位后稳定时间变长。针对此问题，提出了一种控制力矩陀螺动态响应时延特性闭环补偿方法，能够在航天器闭环姿态控制的基础上，实现控制力矩陀螺的时延特性辨识与补偿，从而提升航天器姿态控制精度。

公开(公告)号：CN110127088B

公开(公告)日：2020-11-20

申请号：CN201910368565.8

申请日：2019-05-05

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 陆栋宁 ,  王淑一 ,  雷拥军 ,  顾斌 ,  刘洁 ,  田科丰 ,  傅秀涛

IPC分类号： B64G1/36

摘要： 本发明涉及一种利用磁力矩器卸载卫星合成角动量的双滞环方法，属于卫星姿态控制技术领域。该方法针对磁卸载在地磁场方向刚满足卸载条件的轨道弧段附近磁控电压的频繁切换的问题，针对角动量误差以及地磁场矢量与角动量误差矢量夹角引入双滞环卸载策略，最后对卸载电压进行滤波平滑后输出，有效降低磁控力矩对卫星姿态稳定度的影响，实现了卫星的高稳定度姿态控制。相比传统磁卸载方法，采用本发明的方法可降低磁控力矩引起的卫星姿态角和角速度的波动，有效克服磁卸载对卫星的姿态稳定度产生的恶劣影响。

公开(公告)号：CN110597274B

公开(公告)日：2020-11-10

申请号：CN201910872180.5

申请日：2019-09-16

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 雷拥军 ,  袁利 ,  刘洁 ,  王淑一 ,  刘其睿 ,  田科丰 ,  朱琦

IPC分类号： G05D1/08

摘要： 一种适应姿态重定向的SGCMG动态框架角速度确定方法，步骤包括：根据当前实时的n个SGCMG的框架角向量δ，确定n个SGCMG的合成角动量H、框架角运动方程的雅克比矩阵Jacob、SGCMG框架角偏离标称的距离Δδnorm；根据姿态重定向轨迹的特征时间参数和H、Jacob、Δδnorm，确定SGCMG框架角速度将所述SGCMG框架角速度作为框架角速度指令，控制SGCMG低速框架轴按照所述框架角速度指令转动，进行卫星姿态的姿态重定向。本发明方法根据姿态重定向运动规律，由机动过程不同阶段对SGCMG系统合成角动量、框架偏离标称构型距离等变化的不同目标需求，引入相应参数动态调整机制，优化姿态重定向方式下CMG操纵性能。

公开(公告)号：CN110597062B

公开(公告)日：2020-11-10

申请号：CN201910889119.1

申请日：2019-09-19

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 关新 ,  张科备 ,  田科丰 ,  雷拥军 ,  刘洁

IPC分类号： G05B13/04

摘要： 本发明涉及一种控制力矩陀螺时延特性建模与补偿控制方法，适用于高分辨率对地观测等航天器具有敏捷机动与高稳定控制需求的领域。首先，建立了CMG框架角速度时延特性模型，并通过CMG不同框架角速度测试，辨识CMG的时延特性参数。在此基础上，设计了相应的时延特性补偿方法。闭环仿真结果表明：没有时延特性补偿，航天器姿态控制误差约在15″以内，角速度控制误差约在1.0×10‑3(°/s)以内；有时延特补偿控制，航天器姿态控制误差约在2″以内，角速度控制误差约在0.3×10‑3(°/s)以内。仿真结果验证了所设计的方法的正确性和先进性，提高了CMG框架角速度跟踪特性，从而提高了航天器姿态稳定度。

公开(公告)号：CN110658837B

公开(公告)日：2020-10-23

申请号：CN201910889112.X

申请日：2019-09-19

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 关新 ,  张科备 ,  袁利 ,  田科丰 ,  雷拥军 ,  刘洁

IPC分类号： G05D1/08

摘要： 本发明涉及一种控制力矩陀螺故障情况下的平稳重构方法。遥感类卫星需具备大角度快速机动和快速进入稳定工作状态的控制能力，需具备在卫星成像时保持高的姿态指向精度和高稳定度的能力。为实现整星多轴快速姿态机动要求，卫星采用控制力矩陀螺(CMG)群及其相应控制算法。在卫星在轨运行期间，控制力矩陀螺可能出现故障，此时卫星无法完成姿态控制，需要卫星自主实现其余CMG组的平稳重构。针对该问题，本发明方法在某CMG故障后，首先由其余CMG组合自主重组标称框架角，并吸收故障CMG的角动量，实现了控制力矩陀螺故障后的姿态稳定控制，实现了新的CMG组合的平稳重构。

公开(公告)号：CN110466806B

公开(公告)日：2020-09-18

申请号：CN201910673592.6

申请日：2019-07-24

申请人： 北京控制工程研究所

发明人： 陆栋宁 ,  何海锋 ,  王淑一 ,  柯旗 ,  田科丰 ,  姚宁 ,  蒋志雄 ,  王玉爽 ,  赵江涛 ,  何世民 ,  傅秀涛 ,  刘羽白 ,  綦艳霞

IPC分类号： B64G1/28

摘要： 本发明涉及一种使用CMG控制卫星姿态的方法，该方法通过设计CMG的操纵律获得卫星姿态控制力矩，从而对卫星的姿态进行控制，属于卫星姿态控制技术领域，CMG为控制力矩陀螺。本发明通过将导致CMG三轴合成零动量的可用角动量包络严重畸形的多余角动量设置为三轴合成的偏置动量，使得CMG组合的可用角动量包络除偏置角动量方向外其余都分布比较平均，保证CMG控制的姿态机动在更多方向上都能正常完成。