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公开(公告)号：CN112027113B
公开(公告)日：2022-03-04
申请号：CN202010718079.7
申请日：2020-07-23
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明一种主动指向超静平台高带宽低噪声驱动控制方法，建立载荷控制的频域模型；载荷控制的频域模型中包含驱动电路的理论模型和驱动电路时间常数；通过对驱动电路进行扫频测试，获得驱动电路的实测频率特性曲线；根据载荷控制的频域模型中的驱动电路的理论模型，绘制理论模型的频率特性曲线，通过不断调整驱动电路时间常数，使得理论模型的频率特性曲线与驱动电路的实测频率特性曲线一致，得到此时对应的驱动电路时间常数，在作动器的音圈电机的控制器中设计超前校正函数G2，对驱动电路时延特性进行补偿，实现对音圈电机的高带宽低噪声控制，从而实现对主动指向超静平台高带宽低噪声控制，为航天器载荷的高精度控制提供保障。
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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
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/08
Abstract: 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。
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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
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN108762073B
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN201810501561.8
申请日：2018-05-23
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种主动指向超静平台操纵律设计方法，首先确定主动指向超静平台结构形式、构型参数以及智能挠性作动器的数目，计算主动指向超静平台转换到各个智能挠性作动器伸缩量的雅克比变换矩阵，然后计算主动指向超静平台操纵律，最后将主动指向超静平台操纵律变为各个智能挠性作动器的控制力并输出，实现主动指向超静平台对载荷的主动隔振和精确指向调节。
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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
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112100733A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010718004.9
申请日：2020-07-23
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G06F30/15 , G06F30/23 , G06F119/14
Abstract: 本发明一种基于三超控制的主被一体挠性作动器挠性环节与作动单元一体化应力均衡方法，适用于天文观测、高分辨率对地观测等具有载荷超高精度、超高稳定度、超敏捷控制需求的领域。本发明针对具有多级协同控制的航天器，提出了一种膜簧、柔性铰与作动单元并联一体控制结构设计方法，具有振动隔离、扰振抑制和精确指向调节的功能，实现主被一体挠性作动器过发射主动段抗力学环境的分析与应力优化设计，提升作动器过发射主动段的可靠性，可应用于主动指向超静平台设计，用于实现载荷超高精度、超高稳定度、超敏捷“三超”控制性能。
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公开(公告)号：CN112027113A
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN202010718079.7
申请日：2020-07-23
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明一种主动指向超静平台高带宽低噪声驱动控制方法，建立载荷控制的频域模型；载荷控制的频域模型中包含驱动电路的理论模型和驱动电路时间常数；通过对驱动电路进行扫频测试，获得驱动电路的实测频率特性曲线；根据载荷控制的频域模型中的驱动电路的理论模型，绘制理论模型的频率特性曲线，通过不断调整驱动电路时间常数，使得理论模型的频率特性曲线与驱动电路的实测频率特性曲线一致，得到此时对应的驱动电路时间常数，在作动器的音圈电机的控制器中设计超前校正函数G2，对驱动电路时延特性进行补偿，实现对音圈电机的高带宽低噪声控制，从而实现对主动指向超静平台高带宽低噪声控制，为航天器载荷的高精度控制提供保障。
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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
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05B13/04
Abstract: 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。
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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
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/08
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN111781943A
公开(公告)日：2020-10-16
申请号：CN202010699423.2
申请日：2020-07-20
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明一种航天器分布式载荷位姿三超控制方法，适用于对两个载荷间相对姿态具有超高精度、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，提出了一种星体姿态-载荷相对姿态两级复合控制方法，其中载荷相对姿态控制器用于对载荷相对姿态的精细控制，本体姿态控制器用于实现姿态快速机动和抑制低频振动，实现对载荷相对姿态的超精超稳超敏捷(三超)控制。多级协同控制思路为：1)采用前馈+反馈控制器实现载荷相对姿态的高精度指向控制，并通过载荷惯量给出控制器参数设计方法；2)针对航天器本体设计考虑带宽约束的鲁棒自适应控制器，通过参数设计方法保证航天器本体控制器能有效与载荷控制器相匹配，实现两级复合控制。
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