基于航天器三超相互制约与耦合的姿态控制方法及系统

    公开(公告)号:CN111781939B

    公开(公告)日:2023-06-30

    申请号:CN202010393990.5

    申请日:2020-05-11

    Abstract: 一种基于航天器三超相互制约与耦合的姿态控制方法及系统,包括:建立引入二级控制后的控制模型;对空间结构的载荷和星体分别建立有限元模型;分别建立载荷和星体的动力学方程,计算载荷和星体的模态集,并将载荷和星体的动力学方程变换至各自的模态空间;由载荷、星体的模态空间动力学方程和主动指向超静平台动力学方程,建立三超平台动力学方程;根据实际控制作用和被控量得到变换矩阵,对三超平台动力学方程进行输入输出变换,得到以物理坐标为输入、输出的状态空间方程;根据状态空间方程得到控制律,进而实现航天器的在轨姿态控制。本发明克服了现有三超平台控制分析、设计中三超平台建模研制流程不清晰、迭代设计计算量大的问题。

    航天器自治协同粗精分层主被一体三超控制参数确定方法

    公开(公告)号:CN111605733B

    公开(公告)日:2022-03-04

    申请号:CN202010350519.8

    申请日:2020-04-28

    Abstract: 一种航天器自治协同粗精分层主被一体三超控制参数确定方法,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。针对具有超高精度、超高稳定度、超敏捷控制的航天器三超控制提供了控制参数设计方法,基于指标分解的方法分别对航天器三超控制系统各控制器参数进行设计,提升了设计效率与控制性能。主要设计思路为:1)首先根据三超控制系统架构,建立星体、载荷、快速反射镜三级控制的控制模型;2)根据三超控制系统模型,推导三级控制的各级控制回路传递函数;3)根据选定的敏感器与执行机构的噪声特性,通过频域分析的方法设计各级控制器参数,使得各级控制回路的功率谱密度满足设计指标,实现航天器的三超控制性能。

    一种基于主动指向超静平台的多级协同控制方法

    公开(公告)号:CN111619829A

    公开(公告)日:2020-09-04

    申请号:CN202010393092.X

    申请日:2020-05-11

    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。

    航天器自治协同粗精分层主被一体三超控制参数确定方法

    公开(公告)号:CN111605733A

    公开(公告)日:2020-09-01

    申请号:CN202010350519.8

    申请日:2020-04-28

    Abstract: 一种航天器自治协同粗精分层主被一体三超控制参数确定方法,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。针对具有超高精度、超高稳定度、超敏捷控制的航天器三超控制提供了控制参数设计方法,基于指标分解的方法分别对航天器三超控制系统各控制器参数进行设计,提升了设计效率与控制性能。主要设计思路为:1)首先根据三超控制系统架构,建立星体、载荷、快速反射镜三级控制的控制模型;2)根据三超控制系统模型,推导三级控制的各级控制回路传递函数;3)根据选定的敏感器与执行机构的噪声特性,通过频域分析的方法设计各级控制器参数,使得各级控制回路的功率谱密度满足设计指标,实现航天器的三超控制性能。

    一种基于主动指向超静平台的多级协同控制方法

    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

    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。

    一种航天器三超控制可变包络角动量分析方法

    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

    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。

Patent Agency Ranking