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公开(公告)号：CN118456419B
公开(公告)日：2024-11-05
申请号：CN202410506968.5
申请日：2024-04-25
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B25J9/16
Abstract: 一种机械臂自适应有限时间变力跟踪控制方法，涉及机械臂控制技术领域。根据构建的机械臂末端执行器和环境之间的交互模型，得到力跟踪误差的动态方程，然后根据基于位置的力跟踪控制思路，在动态方程的基础上设计了自适应控制算法来估计未知的环境参数，同时也设计了控制律使力跟踪误差收敛，最后通过李雅普诺夫有限时间稳定性理论，证明有限时间收敛性。根据基于位置的力跟踪控制思路，跳出传统阻抗控制的设计框架，从力跟踪误差的动态方程入手设计控制律，通过设计自适应律，实现了对未知环境刚度的估计，在此基础上，通过设计有限时间控制律，实现了对时变期望力较高精度的跟踪。
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公开(公告)号：CN117963168A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202311539162.8
申请日：2023-11-17
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开了一种基于全驱系统理论的挠性航天器姿态控制方法，所述方法利用挠性航天器的动力学模型，并考虑外部环境干扰，通过状态同胚变换将挠性航天器系统转化为全驱系统，以解决挠性航天器的姿态控制问题，采用观测器和自适应律来估计航天器的挠性模态和外部环境干扰，结合全驱系统方法的参数化设计，进一步设计得出控制律，实现挠性航天器的精确姿态控制。该方法能够将挠性航天器系统与全驱系统框架相结合，从而实现了更高精度、更灵活和更适应多样任务需求的姿态控制，通过状态变换和设计挠性观测器，为航天器任务的成功执行提供了坚实的技术支持。
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公开(公告)号：CN117262252A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311224778.6
申请日：2023-09-21
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B64G1/64
Abstract: 本发明公开了一种可实现燃料优化的航天器自主交会对接控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、考虑追踪航天器运动在近圆轨道上的交会对接问题，基于CW方程建立航天器相对运动动力学方程；步骤2、考虑目标航天器发生缓慢旋转，建立目标端口运动模型；步骤3、针对航天器自主交会对接过程中的各类任务要求建立对应的任务约束；步骤4、针对步骤3中建立的视线锥约束进行优化；步骤5、设计基于变范围模型预测控制的交会对接控制器，建立相关最优控制问题；步骤6、提出交会对接任务场景下，变范围模型预测控制中最优控制问题的求解策略。本发明使交会对接过程中的燃料优化问题得到直接、有效的解决。
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公开(公告)号：CN119975841A
公开(公告)日：2025-05-13
申请号：CN202510016928.7
申请日：2025-01-06
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开了一种基于双曲正弦函数的非线性比例‑微分姿态跟踪控制方法，首先采用修正罗德里格参数(MRPs)表示刚体航天器姿态跟踪误差的动力学方程；然后利用比例‑微分控制技术，设计基于双曲正弦函数的非线性比例‑微分姿态跟踪控制器，并显式地给出两个稳定平衡点的吸引域的子集；最后，运用图1所示MATLAB中的simulink模块验证设计的控制方法的有效性。采用本发明设计的姿态控制器使闭环刚体航天器姿态跟踪控制系统具有抗退绕性能，对于初始姿态角速度误差为零的情况下，可以保证航天器通过旋转小于180度的角到达任意的期望姿态。
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公开(公告)号：CN118456420B
公开(公告)日：2024-12-10
申请号：CN202410506971.7
申请日：2024-04-25
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
Abstract: 一种基于平方和评价函数的机械臂TLOE诊断处理方法，涉及机械臂故障诊断技术领域。利用机械臂的拉格朗日动力学模型，考虑存在外部环境干扰和执行器部分与全部效率损失的机械臂轨迹跟踪控制问题，通过反步法和自适应律来构建应对效率损失的预设性能被动容错控制律，并采用干扰观测器估计干扰，针对PLOE问题和TLOE问题分别设计控制律，构建状态观测器对系统状态进行观测，通过设计主动故障诊断方案，搭配冗余控制思想，基于平方和评价函数构造机械臂故障的诊断处理方法。实现了对机械臂更高精度、更迅速和更适应多种问题需求的故障诊断和处理，提高了机械臂面对复杂环境时的耐受力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118456420A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410506971.7
申请日：2024-04-25
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
Abstract: 一种基于平方和评价函数的机械臂TLOE诊断处理方法，涉及机械臂故障诊断技术领域。利用机械臂的拉格朗日动力学模型，考虑存在外部环境干扰和执行器部分与全部效率损失的机械臂轨迹跟踪控制问题，通过反步法和自适应律来构建应对效率损失的预设性能被动容错控制律，并采用干扰观测器估计干扰，针对PLOE问题和TLOE问题分别设计控制律，构建状态观测器对系统状态进行观测，通过设计主动故障诊断方案，搭配冗余控制思想，基于平方和评价函数构造机械臂故障的诊断处理方法。实现了对机械臂更高精度、更迅速和更适应多种问题需求的故障诊断和处理，提高了机械臂面对复杂环境时的耐受力。
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公开(公告)号：CN116901061A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310719125.9
申请日：2023-06-16
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B25J9/16
Abstract: 基于预设性能的机械臂轨迹跟踪控制方法，属于非线性系统控制领域。本发明针对机械臂的轨迹跟踪问题设计了一种基于指定时间预设性能函数的控制器，其控制对象为一考虑未知系统动力学和外界干扰的刚性机械臂，采用预设性能控制和转换误差的方法设计控制律，实现指定时间轨迹跟踪控制，其收敛时间可直接给定，收敛精度精确可控，系统的瞬态性能也可提前规定。同时引入径向基函数神经网络，根据系统的状态量估计机械臂的未知系统动力学，使得系统能够有效的克服未知系统动力学和外界干扰，不需要知道外界扰动的上界具体值，有利于机械臂系统在不同的老化程度下和不同环境下正常工作。
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公开(公告)号：CN119336066A
公开(公告)日：2025-01-21
申请号：CN202411453187.0
申请日：2024-10-17
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/15 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种低复杂度的航天器抗退绕预设性能姿态跟踪控制方法，所述方法如下：建立基于特殊正交矩阵群的姿态跟踪模型；利用指定时间性能函数设计能够抑制超调量的性能边界，将保证姿态跟踪误差收敛进性能边界内的问题转化为保证姿态跟踪误差函数收敛进预设性能边界内的问题；设计姿态跟踪误差函数的转换误差，将原有的姿态误差函数约束问题转化为转换误差有界的问题，根据反步法，设计虚拟输入保证转换误差的有界性；对角速度跟踪误差和虚拟输入之间的误差设计设置性能边界，将该误差的约束问题转化为转换误差的有界性问题，设计控制器保证转换误差有界，保证角速度跟踪误差的有界性，完成控制目标。本发明具有结构简单和节省能耗的优点。
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公开(公告)号：CN118457945A
公开(公告)日：2024-08-09
申请号：CN202410506975.5
申请日：2024-04-25
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: B64G1/24
Abstract: 一种考虑输入饱和的航天器姿态可变性能控制方法，涉及航天器姿态控制技术领域。考虑存在外部环境干扰和输入饱和的航天器姿态控制系统建立航天器动力学模型，采用误差转换函数将航天器姿态控制系统变换为预设性能的航天器姿态模型；结合饱和限幅函数构造可变性能函数方程；结合预设性能的航天器姿态模型和可变性能函数设计控制输入，从而设计抗饱和辅助系统。基于预设性能控制，考虑外部环境干扰以及输入饱和限幅，通过引入可变性能函数，解决航天器姿态预设性能控制在饱和时的失效问题。
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公开(公告)号：CN117075635B
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202311223604.8
申请日：2023-09-21
Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开了一种基于触发策略的多航天器控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、使用四元数的方法建立航天器运动学和动力学模型；步骤2、考虑干扰和不确定性因素，在步骤1的基础上，建立航天器跟踪模型；步骤3、考虑已有固定时间收敛滑模面，结合步骤1建立的四元数航天器数学模型，设计滑模变量s；步骤4、设计动态事件触发机制；步骤5、设计固定时间收敛观测器；步骤6、在步骤1‑5完成的基础上，设计基于事件触发机制的航天器编队固定时间稳定控制律和自适应律，实现航天器编队对期望姿态的跟踪。本发明设计的控制器能够减少航天器编队间通讯次数的控制器。
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