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公开(公告)号：CN114408219B
公开(公告)日：2023-06-16
申请号：CN202210073695.0
申请日：2022-01-21
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明一种主动指向超静平台指令力分配阵重构方法，适用于天文观测、高分辨率对地观测等航天器多级复合高精度姿态控制需求的领域。针对主动指向超静平台作动器故障后指令力分配存在的问题，设计了一种主动指向超静平台指令力分配阵重构方法，解决了不同作动器数目故障下的主动指向超静平台指向控制的难题。首先设计了主动指向超静的构型变化对载荷六自由度运动影响的定量评价指标，在建立新的构型奇异度指标的基础上，通过构型奇异度指标进行平动自由度的有选择性释放，从而提升主动指向超静平台转动自由度的控制精度，实现最大限度地减少作动器故障对超静平台主动指向控制效果的影响。
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公开(公告)号：CN115675919A
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202211351492.X
申请日：2022-10-31
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/22
Abstract: 本发明涉及一种卫星主动指向超静平台的在轨标定方法，包括主动指向超静平台的测量零位标定方法、主动指向超静平台的测量误差标定方法以及主动指向超静平台的平台刚度标定方法；在主动指向超静平台的测量零位动态标定方法的基础上，测量误差采用给主动指向超静平台各作动杆输出预定控制力，采集不同控制力下的测量数据对测量误差和平台刚度进行标定。本发明针对测量误差、测量零位和刚度各种特性分别设计在轨标定方法，实现了主动指向超静平台的在轨标定，使得主动指向超静平台在轨指向精度、短期稳定度、敏捷机动能力等方面满足使用要求。
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公开(公告)号：CN114623802A
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202210106555.9
申请日：2022-01-28
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 本发明公开了一种动中成像相机积分时间计算方法，包括步骤：(1)计算视场坐标系相对于轨道坐标系的坐标转换矩阵Cro和相机目标角速度在视场坐标系下的投影rωi；(2)根据Cro计算视场Z轴指向地面目标点的矢量在惯性坐标系下的投影IrZr，以及地心指向地面目标点的矢量在惯性坐标系下的投影Ire；根据Cro，rωi，IrZr，以及Ire计算地面目标点相对于相机视场的线速度在视场坐标系下的投影rve；(3)根据rve得到地面目标点相对于相机视场的线速度在焦平面坐标系的投影rfve；并根据rfve和IrZr得到相机积分时间TIr。本发明能实现姿态机动过程中相机积分时间的动态求解，满足敏捷卫星沿飞行轨迹正反双向推扫过程中成像相机积分时间计算，使动中成像过程中相机拍摄的曝光时间控制更加灵活，具备自适应性。
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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
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
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。
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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
Applicant: 北京控制工程研究所
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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111547275B
公开(公告)日：2021-12-07
申请号：CN202010351841.2
申请日：2020-04-28
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24 , B64G1/10 , G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/14
Abstract: 一种航天器三超控制鲁棒自适应多级协同方法，适用于天文观测等对有效载荷姿态具有超高精度、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，进行星体‑主动指向超静平台两级复合控制。多级协同控制思路为：1)在载荷和航天器本体之间安装主动指向超静平台，根据航天器本体和载荷的质量特性设计主动指向超静平台的控制参数；2)结合滑模控制和自适应控制的思想，设计考虑带宽约束的星体鲁棒自适应控制器，使得星体控制器能够与主动指向超静平台相匹配，实现对载荷的三超控制。
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公开(公告)号：CN111605737B
公开(公告)日：2021-10-01
申请号：CN202010393105.3
申请日：2020-05-11
Applicant: 北京控制工程研究所
IPC: B64G1/24
Abstract: 一种航天器三超控制多级协同规划与敏捷机动方法，适用于航天器相对运动控制领域。在追踪航天器与目标航天器相对姿态较大时，采用轨道外推获得追踪航天器和目标航天器的初始相对姿态，设计追踪航天器星体一级控制器实现敏捷机动以对目标航天器进行快速指向。当追踪航天器与目标航天器相对姿态较小时，通过光学相机进行载荷目标姿态规划。设计载荷二级姿态控制器，以光学载荷的测量信息为反馈，实现载荷光轴对目标航天器高精度指向控制。同时，针对追踪航天器星体和载荷控制器周期不同的问题，设计追踪航天器多级协同规划方法，利用卫星平台发送的姿态进行轨迹插值，实现载荷对目标姿态的高精度跟踪。
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公开(公告)号：CN108846504B
公开(公告)日：2020-10-23
申请号：CN201810514486.9
申请日：2018-05-25
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种超敏捷卫星区域多点目标任务优化方法及系统，本发明能够保证对目标点的快速高效筛选，形成优化的区域内多点目标任务集合。在确定的任务执行区间内，采用综合最佳分辨率、最大能源获取能力等因素的加权平均方法确定最佳成像时间点，保证成像任务的最佳质量。为了保证任务冲突问题的高效解决，引入性价比判断原则，进行优先级序，保证高优先级任务的有效执行。在区域内重叠任务的解决，采用了兼顾了两个目标点之间姿态机动角度最小和先可见的任务优先观测的迭代排序方法，有效地保证任务的高效执行。本发明特别适用于面向超敏捷卫星的区域内多点目标成像任务的星上规划，能有高效完成任务筛选，冲突解决等关键问题。
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公开(公告)号：CN110723316B
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN201910872892.7
申请日：2019-09-16
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种SGCMG的框架角速度确定方法，包括步骤：1)根据n个SGCMG的构型及合成角动量，确定n个SGCMG构型的标称框架角向量；2)根据每个SGCMG的框架角，确定框架角运动方程的Jacob及框架角偏离标称的偏差；3)根据步骤2)确定的所述Jacob及框架角偏离标称的偏差，确定SGCMG框架角速度指令。本发明方法通过考虑框架角偏离标称的距离、框架角指令幅值及力矩输出偏差，具有姿态机动中奇异规避及机动后框架标称位置返回的能力，调和了CMG框架奇异规避与姿态控制力矩之间的矛盾，能够确保沿任意姿态机动高性能实现。
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公开(公告)号：CN110697085B
公开(公告)日：2020-09-18
申请号：CN201910872219.3
申请日：2019-09-16
Applicant: 北京控制工程研究所
Abstract: 一种双SGCMG与磁力矩器组合的卫星控制方法，解算出两个非平行的SGCMG合成角动量为零所对应的标称框架角。其次，根据标称框架角构型，构造新的控制框架，从而实现将三维控制力矩指令空间分解为分别由SGCMG与磁力矩器来实现的两正交子空间，并根据SGCMG与磁力矩器输出力矩量级给出了不同的控制参数的选择方式。最后，根据不同子空间的控制指令，给出了SGCMG框架角速度指令与考虑磁卸载的磁力矩器控制磁矩求解公式。本发明解决了当控制力矩陀螺发生故障仅余两个可用时的系统姿态控制问题，以达到充分延长卫星使用寿命的目的。
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