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公开(公告)号：CN111591474B
公开(公告)日：2021-12-07
申请号：CN202010129674.7
申请日：2020-02-28
Applicant: 上海航天控制技术研究所
Abstract: 一种航天器在轨操作系统对准式手眼标定方法，属于空间机器人技术领域。本发明包括如下步骤：进行手眼标定时，把对准轴放置在适配孔里，手眼相机观测手眼标定板上排孔，然后通过已标定的手眼相机测量手眼标定板上的排孔坐标系在手眼相机坐标系下的位置关系，再根据手眼标定板上的排孔与适配孔之间的相对位置关系，以及对准轴与适配孔之间精确的配合关系，进而获得手眼相机坐标系与对准轴坐标系之间的变换关系，即手眼关系。通过手眼标定，把机械臂的对准轴与已标定的视觉测量系统建立联系，即可以获得对准轴坐标系到相机坐标系之间的关系。
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公开(公告)号：CN111591474A
公开(公告)日：2020-08-28
申请号：CN202010129674.7
申请日：2020-02-28
Applicant: 上海航天控制技术研究所
Abstract: 一种航天器在轨操作系统对准式手眼标定方法，属于空间机器人技术领域。本发明包括如下步骤：进行手眼标定时，把对准轴放置在适配孔里，手眼相机观测手眼标定板上排孔，然后通过已标定的手眼相机测量手眼标定板上的排孔坐标系在手眼相机坐标系下的位置关系，再根据手眼标定板上的排孔与适配孔之间的相对位置关系，以及对准轴与适配孔之间精确的配合关系，进而获得手眼相机坐标系与对准轴坐标系之间的变换关系，即手眼关系。通过手眼标定，把机械臂的对准轴与已标定的视觉测量系统建立联系，即可以获得对准轴坐标系到相机坐标系之间的关系。
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公开(公告)号：CN111390872A
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN202010197025.0
申请日：2020-03-19
Applicant: 上海航天控制技术研究所
Abstract: 本发明的一种舱外机器人双臂协同柔性拖拽与对接逆操作方法，解决机械臂通过封闭形式将本体拖拽至目标适配器位置完成本体适配器与目标适配器的对接操作问题，采用双臂交替主被动控制模式，即一条臂主动控制，另一条臂跟随控制，将另一条臂作为主动臂控制，之前的主动臂变为被动臂，左右臂交替进行主被动控制，通过这种方式实现形成形封闭和力封闭状态下的柔性拖曳及对接，本发明的方案为空间站舱外机器人提供一种双臂拖曳的新方案，实现有效对接。
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公开(公告)号：CN115743620A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211634553.3
申请日：2022-12-19
Applicant: 上海航天控制技术研究所
Abstract: 本发明提供一种空间飞行器角动量偏置的高动态姿态跟踪控制方法，其包含：步骤S1、根据飞行器姿态机动需要达到的最大角速度，计算动量轮所需要提供的最大角动量；步骤S2、根据飞行器的动量轮能够提供的角动量能力，计算所需要的偏置角动量；步骤S3、根据需要偏置的角动量和推力器的安装布局、质心位置等信息，分别计算三轴喷气卸载的脉宽总时长；步骤S4、利用动量轮进行姿态闭环稳定控制，推力器开环控制，分别对单轴按一定脉宽与时间间隔执行喷气脉宽指令；步骤S5、分别计算前馈控制力矩和反馈控制力矩，生成给控制力矩陀螺的力矩指令，进行大角速度姿态机动控制。其充分利用了飞行器动量轮的角动量能力，有效提高了姿态控制系统的控制精度。
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公开(公告)号：CN118850362A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410894367.6
申请日：2024-07-04
Applicant: 上海航天控制技术研究所
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明提供一种空间飞行器多约束相对指向坐标系的建立方法，包含步骤：根据轨道系下飞行器与目标的相对位置矢量，计算使飞行器X轴指向目标的两个转角α、β，得到第一指向坐标系；根据两个转角α、β计算轨道系到第一指向坐标系的姿态四元数qo→m；根据飞行器轨道系到第一指向坐标系的姿态四元数qo→m和轨道系到飞行器本体系的四元数qo→b，计算飞行器本体系相对第一指向坐标系的姿态四元数qm→b和姿态转换矩阵Am→b；根据不同的约束，计算第三次转角γ；从轨道系起始，按照231转序转动角度α、β、γ，得到第二指向坐标系；计算飞行器本体系相对于第二指向坐标系的四元数、角速度、前馈角加速度，为飞行器的大动态指向跟踪控制提供前馈控制量解算的必要条件。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116659483A
公开(公告)日：2023-08-29
申请号：CN202310298712.5
申请日：2023-03-24
Applicant: 上海航天控制技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种使用多敏感器在轨自主天文导航方法，包括如下步骤：对卫星进行主要摄动力分析，同时考虑星载计算机容量和系统实时性要求，进行近地卫星轨道动力学建模，作为状态方程；对非线性连续系统推导离散型线性卡尔曼滤波方程，采用先线性化后离散化的途径，推导状态方程的离散化表达式，并合理简化；观测量选取，获取星上地球敏感器直接测量量和星敏感器测量的姿态信息，通过坐标转换，转换到参考直角坐标系下；建立自主导航系统的观测方程，通过一阶泰勒展开将观测方程线性化，并根据状态估计中间变量获取一步递推值；在上述卡尔曼滤波器的基础上设计变增益滤波器，并进行各项参数整定，进行各轴运动状态估计，完成自主导航设计。
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公开(公告)号：CN112000014B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN202010915976.7
申请日：2020-09-03
Applicant: 上海航天控制技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种机械臂的模型预测与反演控制方法，根据当前k周期测量得的状态信息，预测第k+n个控制周期的平台、机械臂的状态信息，并基于广义逆矩阵理论，反向推演k～k+n‑1周期平台的控制输入和机械臂的控制输入。基于当前和历史状态的偏差信息，反向推演当前第k个控制周期平台和机械臂的补偿控制输入，用以削弱外部干扰和参数不确定等因素造成的状态偏差。根据预测的状态偏差求得的第k个控制周期控制输入与根据当前及历史状态偏差求得的补偿控制输入之和，作为第k个控制周期应施加给平台和机械臂的控制输入。从而实现较高精度的平台姿态和机械臂关节的轨迹跟踪同步控制，并对参数和外部扰动具有较强的抗干扰能力。
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公开(公告)号：CN111360825B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202010129668.1
申请日：2020-02-28
Applicant: 上海航天控制技术研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 一种串联六自由度机械臂逆运动学解算方法及介质，属于空间机器人技术领域。本发明包括：对于6自由度机械臂，通过位姿转换模块将输入的6x1末端期望位姿转换为4x4齐次变换矩阵Tdes，通过前向动力学模块将6x1的关节初值转换为4x4齐次变换矩阵T_temp，基于牛顿迭代法将T_temp与Tdes构建为非线性方程组，通过偏导数求取模块求取该非线性方程组对应的雅克比矩阵，并对此非线性方程组与其雅克比矩阵进行排列组合，使用伪逆法求降维后的方程组的解，并对初值进行迭代更新直至所求关节角对应的非线性方程组的误差小于设定值，使用关节角筛选模块剔除排列组合导致的重复解。
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公开(公告)号：CN112000014A
公开(公告)日：2020-11-27
申请号：CN202010915976.7
申请日：2020-09-03
Applicant: 上海航天控制技术研究所
Abstract: 本发明公开了一种机械臂的模型预测与反演控制方法，根据当前k周期测量得的状态信息，预测第k+n个控制周期的平台、机械臂的状态信息，并基于广义逆矩阵理论，反向推演k～k+n-1周期平台的控制输入和机械臂的控制输入。基于当前和历史状态的偏差信息，反向推演当前第k个控制周期平台和机械臂的补偿控制输入，用以削弱外部干扰和参数不确定等因素造成的状态偏差。根据预测的状态偏差求得的第k个控制周期控制输入与根据当前及历史状态偏差求得的补偿控制输入之和，作为第k个控制周期应施加给平台和机械臂的控制输入。从而实现较高精度的平台姿态和机械臂关节的轨迹跟踪同步控制，并对参数和外部扰动具有较强的抗干扰能力。
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公开(公告)号：CN111098299A
公开(公告)日：2020-05-05
申请号：CN201911241734.8
申请日：2019-12-06
Applicant: 上海航天控制技术研究所
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明公开的一种空间机器人扰动补偿的方法，包括以下步骤：S1、基于凯恩动力学建立空间机器人整体动力学模型；S2、根据空间机器人整体动力学模型建立平台的刚体动力学模型，并计算机械臂对平台姿态的扰动力矩；S3、从角动量层面计算平台姿态控制的前馈补偿量，实现对平台姿态扰动力矩的补偿。本发明基于凯恩动力学原理分别建立空间机器人整体动力学模型以及空间机器人平台的动力学模型，从而快速准确的计算得出机械臂对平台姿态的扰动力矩，有效的补偿了平台姿态扰动力矩，具有计算量少，计算结果准确的特点，同时，为星上控制提供了一种新的思路。
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