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公开(公告)号：CN109799835A
公开(公告)日：2019-05-24
申请号：CN201910042232.6
申请日：2019-01-17
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的一种空间碎片的绳系拖曳最优离轨方法，属于航天器姿态和轨道动力学与控制领域。本发明实现方法为：通过拉格朗日方法建立绳系拖曳系统的轨道平面内姿轨耦合动力学模型；采用轨道转移优化求解方法求解转移轨道最优燃料问题，在保证绳系拖曳系统大范围最优轨道转移的同时，使绳系拖曳系统的姿态保持稳定。在绳系拖曳末时刻对碎片实施甩摆释放控制，使碎片获取最大初速度，飞向更远轨道，在减少碎片移除过程的燃料消耗的同时完成碎片移除任务。本发明能够在保证绳系拖曳系统大范围最优轨道转移的同时，使绳系拖曳系统的姿态保持稳定，平稳地将空间碎片进行移除，此外末时刻甩摆控制使碎片飞向更远轨道，同时减少碎片移除过程的燃料消耗。
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公开(公告)号：CN119953587A
公开(公告)日：2025-05-09
申请号：CN202510179967.9
申请日：2025-02-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开了一种立体增阻离轨帆，涉及航天器离轨技术领域，包括基座和至少两个支撑收放机构；相邻两个支撑收放机构之间设有一个帆存储装置；各支撑收放机构绕基座的轴线周向分布；支撑收放机构具有能够伸缩的尺带，尺带的自由端连接有帆存储装置内存放的三角形帆布的一角，由三角形帆布相邻两侧的支撑收放机构的尺带带动实现收放动作。便于地面重复实验，成本低，具有自稳定构型，能够多向增阻，且能够实现帆面较高的同步性和可靠性。
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公开(公告)号：CN119476919A
公开(公告)日：2025-02-18
申请号：CN202410972973.5
申请日：2024-07-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06Q10/0635 , G06F30/28 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种航天器长期碰撞风险评估方法，属于航空航天领域。本发明实现方法为：将空间物体按照地心距、赤经、赤纬、轨道倾角和面质比分为若干空间物体组，选取物体组的密度作为空间碎片环境的宏观表征，考虑大气阻力等多源环境因素，采用连续性方程建立空间碎片环境宏观表征及快速演化模型，并给出演化模型的数值解；分别计算某一体积元内空间物体的密度、航天器的密度、碰撞截面积和碰撞速度，进而计算航天器与空间物体的长期碰撞概率，基于长期碰撞风险宏观评估方法，对空间站的长期碰撞风险进行评估，并根据评估结果确定空间站的最安全轨道，支撑优化卫星及星座发射及其任务后处置策略、空间交通管理和空间碎片治理。
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公开(公告)号：CN117664613A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311388821.2
申请日：2023-10-25
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01M99/00
Abstract: 本发明公开的电动力绳离轨装置展开性能定量验证和部件选型优化方法，属于航天器离轨技术领域。本发明包括五期实验。第一期实验的目的是验证主要部件正常装配并运行；第二期实验的目的在于测量弹簧能量的利用率和系绳被拉出时所受到的阻力，根据能量利用率和系绳被拉出时所受到的阻力进行弹簧精准选型和线轴参数优化；第三期实验的目的是通过地面弹射实验，定量实现在轨弹射所需的初速度；第四期实验的目的是在地面实现对电动力绳离轨装置展开性能的定量验证；第五期实验的目的是确保装置及部件具有在空间环境下正常工作的能力。五期实验循序渐进，提高电动力绳离轨装置的优化效率。本发明具有效率高、精度高和可信度高的优点。
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公开(公告)号：CN117664146A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311617135.8
申请日：2023-11-30
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01C21/24 , G06F18/23213 , G06N3/006
Abstract: 本发明涉及一种基于光学短弧航迹关联的轨道确定方法，属于航空航天领域。本发明通过对空间目标按轨道高度进行划分，约束了空间目标的轨道六根数的范围；根据航迹对与观测站的几何关系，构建航迹间的可容许域；考虑轨道六根数范围约束、虚焦点轨迹约束、飞行时间和约束椭圆轨道兰伯特约束，构建约束容许域；求解兰伯特问题，计算两航迹间真实观测值与预测观测值间的马氏距离进行筛选，得到目标的初关联目录和轨道集合；将所有轨道离散化为粒子集合，采用自适应聚类方法，实现先验协方差的合理估计；利用无迹粒子滤波进行轨道的伪更新，并计算归一化新息平方，以动态剔除误关联航迹，同时通过滤波更新完成目标的轨道确定。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117034609A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202310997239.X
申请日：2023-08-09
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/11 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种兼顾燃料消耗与观测效果的卫星快速绕飞轨道优化方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：建立描述近圆轨道卫星相对运动动力学模型，求解得到相对运动漂移轨道的中心对称性与相对运动轨迹的位置速度曲率特性；在位置速度曲率特性基础上，构建描述参数代替位置坐标来描述绕飞轨道；在相对运动漂移轨道中心对称性的基础上提出值筛选方法作为优化范围缩小方法，对绕飞轨道脉冲优化范围进行缩小以加快优化速度；根据描述参数构建脉冲优化的目标函数，利用所提优化范围缩小方法对优化范围进行缩小以加快优化速度；通过在优化范围内遍历搜索最优的描述参数组合，获得最优脉冲；通过优化每次脉冲实现快速绕飞轨道的快速搜索优化。
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公开(公告)号：CN116540529A
公开(公告)日：2023-08-04
申请号：CN202310766564.5
申请日：2023-06-27
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B11/42
Abstract: 本发明公开的一种抑制绳系拖曳系统回弹的模糊PID控制方法，属于航天器动力学与控制领域。本发明实现方法为：构建绳系拖曳系统简化模型，将模糊控制引入PID控制中控制律通过观测与拖船和空间碎片间的距离与期望距离之间的误差及其变化率，计算出应当施加在拖船上的控制力，在拖船上施加所述控制力主动控制绳系拖曳系统，使拖船、空间碎片之间的距离逼近期望状态，实现对绳系拖曳系统回弹抑制。本发明仅通过观测与拖船和空间碎片间的距离与期望距离之间的误差及其变化率，即能够计算出应当施加在拖船上的控制力，具有控制方法简单、计算量小、可操作性高、鲁棒性强等优点。本发明能够抑制绳系拖曳系统的回弹，保证拖曳系统安全稳定运行。
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公开(公告)号：CN113935176B
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202111224605.5
申请日：2021-10-19
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , G06F17/16 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种电动力绳的高精高效动力学建模方法，属于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域。本发明实现方法为：在电动力绳系统中，将主星和子星视为质点，将导电系绳离散成多根刚性杆单元，即采用多根刚性杆铰接的离散体模型；通过结合Kane方程和多体动力学递推算法建立考虑多物理场耦合作用的离散电动力绳模型，利用递推算法计算复杂度与电动力绳系统自由度成线性关系的特点，在保证精度不变的前提下，尽量减少离散电动力绳模型中离散单元增加导致的数值仿真计算量增大的问题，实现电动力绳高精度高效率的动力学建模。本发明应用于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域，能够解决航天器轨道与姿态相关工程技术问题。
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公开(公告)号：CN112904875B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN202110022901.0
申请日：2021-01-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明涉及一种刚柔可变机构对空间目标的抵近接触方法，涉及避障路径规划、刚柔可变机构的动力学建模及控制，属于航天器动力学与控制领域。本发明首先弹射释放低刚度模式下的百米量级机械臂，对目标进行快速抵近，并在抵近过程中对末端执行器进行避障路径规划。当末端执行器抵近至非合作目标附近后，开展高抗扰性的接触任务，通过调整机械臂关节刚度，来减小机械臂与碎片碰撞时所产生的干扰力矩，并在碰撞结束后恢复至较大的关节刚度。该方法结合了机械臂与空间绳系捕获清除方法的优势，具有可操作范围广、路径规划实时性高、接触过程抗扰动强的优点，为后续开展高精度、可靠抓捕提供有利条件。
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公开(公告)号：CN112904875A
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN202110022901.0
申请日：2021-01-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明涉及一种刚柔可变机构对空间目标的抵近接触方法，涉及避障路径规划、刚柔可变机构的动力学建模及控制，属于航天器动力学与控制领域。本发明首先弹射释放低刚度模式下的百米量级机械臂，对目标进行快速抵近，并在抵近过程中对末端执行器进行避障路径规划。当末端执行器抵近至非合作目标附近后，开展高抗扰性的接触任务，通过调整机械臂关节刚度，来减小机械臂与碎片碰撞时所产生的干扰力矩，并在碰撞结束后恢复至较大的关节刚度。该方法结合了机械臂与空间绳系捕获清除方法的优势，具有可操作范围广、路径规划实时性高、接触过程抗扰动强的优点，为后续开展高精度、可靠抓捕提供有利条件。
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