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公开(公告)号：CN113791638A
公开(公告)日：2021-12-14
申请号：CN202111017464.X
申请日：2021-08-29
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提供了一种多无人飞行器协同绳系吊装运输系统的稳定控制方法，建立多无人飞行器协同搬运系统的运动学和动力学模型，设计姿态环和位置环的分布式控制器，通过设计基于能量的干扰检测机制，能量补偿机制进行干扰补偿。本发明中包含了对外界干扰的响应机制，能够对外界对于系统的干扰进行识别并加以补偿，不仅可以保持构型的稳定，还可以保持更加精准的跟踪效果。设计了一个能稳定保持构型的分布式控制器，在干扰注入系统的时候，系统的干扰检测机制能够及时对干扰所带来的能量进行检测和估计；将干扰检测机制和能量补偿机制结合起来，及时判断干扰的注入，能够在保持构型稳定的前提下更平稳的控制多无人飞行器协同搬运系统执行任务。
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公开(公告)号：CN109212970B
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN201811088097.0
申请日：2018-09-18
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种欠驱动绳系复合体系统的神经网络动态面控制方法，包括以下步骤：将抓捕后空间绳系复合体系统分解为欠驱动子系统Ξb和全驱动子系统Ξa，并建立绳系欠驱动子系统Ξb和全驱动子系统Ξa的动力学模型，欠驱动子系统Ξb和全驱动子系统Ξa间存在耦合关系：针对存在扰动的欠驱动子系统Ξb的控制，采用神经网络和PD控制设计虚拟控制律，构造出期望的增广跟踪轨迹；针对存在扰动和控制输入受限的全驱动子系统Ξa，以期望的增广跟踪轨迹为跟踪量，设计神经网络动态面控制律。该方法可用于解决存在外部扰动和控制输入饱和情况下绳系复合体的稳定控制问题；可用于解决欠驱动绳系系统的控制问题。
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公开(公告)号：CN110209194B
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN201910493225.8
申请日：2019-06-06
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 本发明提出了一种空间绳系编队的稳定展开控制方法，首先通过将编队系统的动能、势能代入拉格朗日动力学方程，建立三角构型空间绳系编队的动力学模型，其次根据得到的三角构型空间绳系编队动力学模型，确定三角构型空间绳系编队稳定展开控制律。本发明在建立三角构型空间绳系编队的动力学模型时，在传统质点连杆模型的基础上，考虑了系绳中的弹性，充分保留了系统的柔性。而且本发明在三角构型空间绳系编队的稳定展开控制中，综合考虑了系绳长度和自转角速度，使系统能以一个边旋转边伸长的状态稳定的展开，有利于编队后续各种空间任务的完成。
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公开(公告)号：CN109240343B
公开(公告)日：2021-11-16
申请号：CN201811051832.0
申请日：2018-09-10
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种绳系机器人逼近目标位姿一体化控制方法，包括以下步骤：1)绳系机器人位姿动力学模型建立；2)干扰观测器设计；3)控制器设计；4)控制力/力矩分配。本发明通过建立绳系机器人位姿动力学模型，设计了一种干扰观测器对未建模偏差以及环境干扰进行估计，并设计了目标位姿跟踪一体化控制方法。此外，本发明充分考虑了绳系机器人的姿轨耦合特性，进而实现现在绳系机器人对目标逼近过程中充分利用系绳对其位姿进行一体化控制。
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公开(公告)号：CN108459907B
公开(公告)日：2021-11-12
申请号：CN201810047059.4
申请日：2018-01-18
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F9/50 , G05B19/418
Abstract: 本发明涉及一种多执行单元的能量均衡指令分配方法，该方法可以依靠执行单元之间的数据交互实现控制分配，各执行单元根据自身的能量值计算能量均衡因子可实现各执行单元的能量均衡。该方法与常规控制分配方法在以下方面存在优势：1)本方法为分布式算法，归一化能量值、能量均衡因子等计算都不需要中心单元，没有由于中心单元导致系统失效的风险，提高了系统的鲁棒性；2)本方法可以实现各执行单元之间的能量均衡，能够根据执行单元剩余能量和执行单元的相互交互协商，调整自身分配比例；3)本方法可以的交互过程可以随时中止，仍能保证控制分配准确性，仅影响能量均衡效果。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108363837B
公开(公告)日：2021-11-12
申请号：CN201810047087.6
申请日：2018-01-18
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/15 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种绳系飞网系统碰撞力的计算方法，建立空间绳系飞网系统弹簧‑质杆动力学模型；根据飞网与目标卫星的几何位置，进行碰撞检测；当碰撞发生时，计算法向接触力和计算摩擦力。有益效果：为空间绳系飞网系统的研究奠定了基础。可进行碰撞动力学分析，分析碰后飞网包裹目标的情况以及目标是否会逃离飞网。可进行飞网碰撞后收口控制，使得飞网快速收口，完成抓捕任务。
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公开(公告)号：CN113608556A
公开(公告)日：2021-11-05
申请号：CN202110814224.6
申请日：2021-07-19
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/12
Abstract: 本发明涉及一种基于多传感器融合的多机器人相对定位方法，旨在实现多无人机协同运输时的构型感知功能，为控制模块进行阵型保持提供位姿信息。所采用的技术方案包括以下步骤：单机对视觉可见范围内其他无人机的视觉位姿估计；IMU信息与视觉估计和UWB测距信息融合；多机间定位结果融合。由于采用了确定尺寸的合作标识，使得视觉定位的鲁棒性、精度和计算速度均得以提高，加快观测更新频率；采用了IMU预测+UWB测距+视觉图像观测的多传感器组合解算，使得多机器人间的定位精度得以进一步提高，并且可以在不依靠GPS信息的情况下保持系统相对构型。采用了环形网络拓扑进行阵型估计，使得系统在部分观测失效的情况下仍能保持运作，具有一定的冗余性。
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公开(公告)号：CN109367822B
公开(公告)日：2021-11-02
申请号：CN201811083743.4
申请日：2018-09-17
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种小卫星可更换任务载荷的接口，该接口方案基于航天器交会对接及在轨服务技术，给出了用于连接小卫星本体及载荷子系统的机械接口方式：当需要更换任务载荷时，电磁弹射出小卫星现有载荷子系统模块，再将所需要的载荷子系统模块插入小卫星本体，电磁导引插入。机械接口的连接松紧程度受到可控电磁铁的磁场强度的影响，控制弹射与导引。本发明的机械接口采用塔式结构，很好地支持防插反操作。本发明的接口设计操作性强、电气接口性能稳定可靠，通用性强；实现小卫星任务载荷的在轨更换，支持防插反操作、稳定、可靠。
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公开(公告)号：CN113536595A
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202110915895.1
申请日：2021-08-10
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F30/20 , G06F30/17 , G06F119/14
Abstract: 本发明涉及一种空间大尺度刚‑柔耦合系统高精度动力学建模方法，属于航天技术领域。包含天线抛物柱面反射器结构和大型空间桁架的等效模型，通过假设模态法进行连续位移模态离散，确定广义坐标和广义力，最后基于拉格朗日原理对系统进行建模。该建模方法的核心是在全面考虑桁架天线结构的基础上，基于拉格朗日原理对刚柔耦合系统提出一种高精度建模方法。本发明所建立的模型包含天线抛物柱面结构的桁架等效模型，提高了桁架式天线模型的精确性，弥补了现有桁架建模方法的不足。
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公开(公告)号：CN113403942A
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN202110767675.9
申请日：2021-07-07
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种基于标签辅助的桥梁检测无人机视觉导航方法，沿无人机飞行路线，在待检测桥梁上间隔布设多个定位二维码标签；在无人机的飞行过程中，通过无人机上的相机持续观测待检测桥梁表面，当相机观测到定位二维码标签时，根据定位二维码标签查询对应的坐标值组合；根据坐标值组合确定定位二维码标签与相机之间的第一转换关系矩阵；结合第一转换关系矩阵、第二转换关系矩阵和坐标值组合解算无人机的第一位置信息；使用第一位置信息替代通过VIO获得的无人机的第二位置信息，继续进行无人机导航；本发明可以消除VIO算法产生的漂移误差，提升定位精度，减少后端优化的工作量。
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