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公开(公告)号：CN113885318B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202111078553.5
申请日：2021-09-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的弱引力小天体柔性附着位姿协同控制方法，属于深空探测器控制技术领域。本发明考虑柔性探测器节点间距离的不确定性，根据控制器的布局建立探测器姿态动力学模型和分配模型，分析节点间距离的不确定性扰动对控制结果造成的影响程度，基于该影响程度和探测器当前的状态设置最大误差范数阈值，把节点间距离不确定性作为对协同控制模型的扰动，根据协同控制模型稳定性设置扰动范数阈值判断扰动对模型的影响程度；利用扰动范数阈值能够筛选所有探测器控制分配模型稳定状态，避免对探测器控制分配模型稳定状态的遗漏，保证三个控制节点输出的控制结果准确跟踪探测器的期望指令，减少探测器控制冗余操作，节省燃料消耗，提高控制分配效率。
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公开(公告)号：CN112329141B
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202011213364.X
申请日：2020-11-04
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的不规则小行星平衡点悬停轨道变阈值控制方法，适用于以常推力为推进方式的小天体探测器，属于深空探测器控制领域。本发明实现方法为：根据小行星探测器的动力学模型，求得小行星平衡点的具体位置，并以平衡点为坐标原点建立平衡点处探测器的误差动力学模型，找到探测器在平衡点附近的标称悬停轨道；在悬停轨道附近设置固定的位置阈值与固定的速度阈值，当探测器的当前状态超出阈值范围，发动机开始工作；为进一步减少探测器的燃料消耗，在定阈值的基础上将标称速度引入阈值权重系数中，使阈值大小随探测器当前时刻的标称状态变化而改变，降低探测器在标称轨道位置极值附近的抖振，同时将探测器保持在标称悬停轨道上。
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公开(公告)号：CN111332498A
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN202010211813.0
申请日：2020-03-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种小行星平衡点悬停探测常推力阈值控制方法，属于深空探测器控制领域。本发明根据小天体探测器的动力学模型，求得小天体平衡点的具体位置，并以平衡点为坐标原点建立平衡点处探测器的误差动力学模型，找到探测器在平衡点附近的标称悬停轨道；在悬停轨道附近设置位置阈值与速度阈值，当探测器的当前状态超出阈值范围，发动机开始工作；为进一步减少探测器的燃料消耗，根据动力学模型对T秒后探测器的状态进行预测，同时设置当前时刻的阈值和T秒后的阈值，只有探测器的状态同时超出两个阈值发动机才开始工作，进而将探测器保持在平衡点处标称悬停轨道上，即小天体平衡点悬停探测常推力阈值控制方法。
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公开(公告)号：CN117539286A
公开(公告)日：2024-02-09
申请号：CN202311765872.2
申请日：2023-12-21
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/49 , G05D109/12
Abstract: 本发明公开的小天体柔性附着轨迹鲁棒跟踪控制方法，属于深空探测器控制技术领域。本发明实现方法为：在保留柔性特性的前提下，简化柔性探测器结构，在柔性节点参考坐标系及节点固连坐标系下建立柔性探测器“弹簧‑阻尼‑扭簧”模型，使其既具有柔性特性又尽可能对其附着过程的状态进行有效估计和控制；根据动力学模型建立标称轨迹误差跟踪控制模型，设计性能指标函数将柔性探测器附着轨迹跟踪控制问题转化为最优问题，根据性能指标函数建立HJB方程，并计算最优控制力的表达式；通过策略迭代将控制律和性能指标函数形成一个闭环方程，采用单评价神经网络逼近最优控制律和最优性能指标函数，实现对标称轨迹的鲁棒跟踪的同时减少探测器的燃料消耗。
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公开(公告)号：CN112329141A
公开(公告)日：2021-02-05
申请号：CN202011213364.X
申请日：2020-11-04
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的不规则小行星平衡点悬停轨道变阈值控制方法，适用于以常推力为推进方式的小天体探测器，属于深空探测器控制领域。本发明实现方法为：根据小行星探测器的动力学模型，求得小行星平衡点的具体位置，并以平衡点为坐标原点建立平衡点处探测器的误差动力学模型，找到探测器在平衡点附近的标称悬停轨道；在悬停轨道附近设置固定的位置阈值与固定的速度阈值，当探测器的当前状态超出阈值范围，发动机开始工作；为进一步减少探测器的燃料消耗，在定阈值的基础上将标称速度引入阈值权重系数中，使阈值大小随探测器当前时刻的标称状态变化而改变，降低探测器在标称轨道位置极值附近的抖振，同时将探测器保持在标称悬停轨道上。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115857343A
公开(公告)日：2023-03-28
申请号：CN202211499774.4
申请日：2022-11-28
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的双体小行星悬停探测自适应控制方法，属于深空探测控制技术领域。本发明通过选择轨道初值得到探测器在平衡点附近的有界周期轨道，通过行自适应控制将探测器保持在标称悬停轨道附近能有效减少探测器在长时间悬停过程中的燃料消耗；在线性二次最优控制的基础上对权重矩阵进行动态选取，在初始时刻，探测器距离标称位置存在较大位置误差，此时控制器输出较大控制力使探测器尽快到达目标位置；在到达标称悬停轨道附近时，控制器仅需提供较小的控制力实现探测器的轨道保持运动，进而进一步减少探测器的燃料消耗。本发明对平衡点附近标称悬停轨道与探测器的状态之间的位置误差进行模糊化处理，通过权重选取提高探测器自适应能力。
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公开(公告)号：CN113885318A
公开(公告)日：2022-01-04
申请号：CN202111078553.5
申请日：2021-09-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开的弱引力小天体柔性附着位姿协同控制方法，属于深空探测器控制技术领域。本发明考虑柔性探测器节点间距离的不确定性，根据控制器的布局建立探测器姿态动力学模型和分配模型，分析节点间距离的不确定性扰动对控制结果造成的影响程度，基于该影响程度和探测器当前的状态设置最大误差范数阈值，把节点间距离不确定性作为对协同控制模型的扰动，根据协同控制模型稳定性设置扰动范数阈值判断扰动对模型的影响程度；利用扰动范数阈值能够筛选所有探测器控制分配模型稳定状态，避免对探测器控制分配模型稳定状态的遗漏，保证三个控制节点输出的控制结果准确跟踪探测器的期望指令，减少探测器控制冗余操作，节省燃料消耗，提高控制分配效率。
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公开(公告)号：CN117734966A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311765692.4
申请日：2023-12-21
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64G1/24
Abstract: 本发明公开的弱引力不规则小天体着陆自适应制导方法，属于深空探测器制导技术领域。本发明实现方法为：选取探测器位置和速度为状态变量，建立探测器着陆动力学模型；引入性能函数确定约束边界，给定允许的上界与下界，确定性能函数的稳态值及性能函数收敛速度参数；通过预设性能函数及误差转换函数，将有不等式约束的轨迹跟踪系统转换为无约束跟踪系统；设置神经网络节点数与高斯型基函数，使用RBFNN逼近小天体的引力随着探测器与着陆点距离的减小而带来的不确定性扰动；将神经网络拟合的引力场不确定性扰动引入自适应制导律中，自适应制导律参数随探测器状态、跟踪误差及神经网络拟合结果自适应调节，保证着陆过程中轨迹跟踪的快速性与高精度。
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公开(公告)号：CN113568314A
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202111132187.7
申请日：2021-09-27
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于切换边界补偿的小天体悬停常推力控制方法，属于深空探测技术领域。首先通过悬停点附近探测器所受合外力产生加速度的估计值设置位置约束边界；其次，设计基于拟周期动态切换律的小天体悬停控制方法，求取漂移过程和主动控制过程的切换边界，并根据切换边界将悬停控制过程划分为漂移过程和主动控制过程；最后，针对不确定小天体引力场条件下漂移过程中探测器状态超出位置约束边界和未达顶点边界的两种情况，基于最小二乘法对漂移过程相轨迹顶点位置进行预测，设计探测器状态漂移过程控制补偿方法，使得探测器漂移过程相轨迹顶点在位置约束边界附近，实现探测器状态的补偿和悬停控制。
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公开(公告)号：CN111332498B
公开(公告)日：2021-10-19
申请号：CN202010211813.0
申请日：2020-03-24
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种小行星平衡点悬停探测常推力阈值控制方法，属于深空探测器控制领域。本发明根据小天体探测器的动力学模型，求得小天体平衡点的具体位置，并以平衡点为坐标原点建立平衡点处探测器的误差动力学模型，找到探测器在平衡点附近的标称悬停轨道；在悬停轨道附近设置位置阈值与速度阈值，当探测器的当前状态超出阈值范围，发动机开始工作；为进一步减少探测器的燃料消耗，根据动力学模型对T秒后探测器的状态进行预测，同时设置当前时刻的阈值和T秒后的阈值，只有探测器的状态同时超出两个阈值发动机才开始工作，进而将探测器保持在平衡点处标称悬停轨道上，即小天体平衡点悬停探测常推力阈值控制方法。
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