公开(公告)号：CN117311375B

公开(公告)日：2024-07-02

申请号：CN202311335572.0

申请日：2023-10-16

Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) ,  长三角哈特机器人产业技术研究院

Inventor： 戚文念 ,  吴爱国 ,  张杰

IPC: G05D1/495 ,  G05D1/46 ,  G05D101/10 ,  G05D109/20

Abstract: 本发明公开了一种有向通信多航天器分布式容错姿态协同控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、利用四元数建立航天器姿态运动学和动力学，基于有向图描述多航天器系统的通信网络；步骤2、设计分布式高阶滑模观测器，对领航航天器的姿态四元数、角速度以及角加速度进行估计；步骤3、利用分布式高阶滑模观测器输出的估计值，建立姿态跟踪误差模型；步骤4、基于建立的姿态跟踪误差模型，设计自适应容错姿态跟踪控制律。本发明设计的自适应容错姿态跟踪控制律不需要模型的精确参数，对执行机构故障、外界扰动具有较强的鲁棒性，并且保证跟踪误差渐近收敛至0。因此，该自适应容错姿态跟踪控制律同时兼顾了算法的较强的鲁棒性和较高的控制精度。

公开(公告)号：CN117891277B

公开(公告)日：2024-08-13

申请号：CN202311796316.1

申请日：2023-12-25

Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)

Inventor： 戚文念 ,  吴爱国 ,  张杰 ,  徐文福

IPC: G05D1/495 ,  G05D1/46 ,  G05D101/10 ,  G05D109/20

Abstract: 本发明公开了一种多航天器仅姿态反馈的分布式抗退绕姿态跟踪控制方法，所述方法针对跟随航天器，设计分布式姿态四元数、角速度以及角加速度观测器，保证角加速度和角速度估计值分别指数收敛至领航航天器角加速度和角速度，姿态四元数估计值渐近收敛至领航航天器姿态四元数，并保证姿态四元数估计值始终为单位四元数；针对每个跟随航天器，在没有角速度反馈的情况下，仅利用姿态反馈信息，设计姿态跟踪控制律，保证每个跟随航天器姿态和角速度渐近跟踪分布式观测器输出的角速度与姿态四元数的估计值，并保证姿态跟踪具有抗退绕性能。

公开(公告)号：CN119975841A

公开(公告)日：2025-05-13

申请号：CN202510016928.7

申请日：2025-01-06

Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)

Inventor： 董瑞琦 ,  吴爱国 ,  张颖 ,  戚文念 ,  张杰

IPC: B64G1/24

Abstract: 本发明公开了一种基于双曲正弦函数的非线性比例‑微分姿态跟踪控制方法，首先采用修正罗德里格参数(MRPs)表示刚体航天器姿态跟踪误差的动力学方程；然后利用比例‑微分控制技术，设计基于双曲正弦函数的非线性比例‑微分姿态跟踪控制器，并显式地给出两个稳定平衡点的吸引域的子集；最后，运用图1所示MATLAB中的simulink模块验证设计的控制方法的有效性。采用本发明设计的姿态控制器使闭环刚体航天器姿态跟踪控制系统具有抗退绕性能，对于初始姿态角速度误差为零的情况下，可以保证航天器通过旋转小于180度的角到达任意的期望姿态。

公开(公告)号：CN117891277A

公开(公告)日：2024-04-16

申请号：CN202311796316.1

申请日：2023-12-25

Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)

Inventor： 戚文念 ,  吴爱国 ,  张杰 ,  徐文福

IPC: G05D1/495 ,  G05D1/46 ,  G05D101/10 ,  G05D109/20

Abstract: 本发明公开了一种多航天器仅姿态反馈的分布式抗退绕姿态跟踪控制方法，所述方法针对跟随航天器，设计分布式姿态四元数、角速度以及角加速度观测器，保证角加速度和角速度估计值分别指数收敛至领航航天器角加速度和角速度，姿态四元数估计值渐近收敛至领航航天器姿态四元数，并保证姿态四元数估计值始终为单位四元数；针对每个跟随航天器，在没有角速度反馈的情况下，仅利用姿态反馈信息，设计姿态跟踪控制律，保证每个跟随航天器姿态和角速度渐近跟踪分布式观测器输出的角速度与姿态四元数的估计值，并保证姿态跟踪具有抗退绕性能。

公开(公告)号：CN117311375A

公开(公告)日：2023-12-29

申请号：CN202311335572.0

申请日：2023-10-16

Applicant: 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)

Inventor： 戚文念 ,  吴爱国 ,  张杰

IPC: G05D1/08

Abstract: 本发明公开了一种有向通信多航天器分布式容错姿态协同控制方法，所述方法包括如下步骤：步骤1、利用四元数建立航天器姿态运动学和动力学，基于有向图描述多航天器系统的通信网络；步骤2、设计分布式高阶滑模观测器，对领航航天器的姿态四元数、角速度以及角加速度进行估计；步骤3、利用分布式高阶滑模观测器输出的估计值，建立姿态跟踪误差模型；步骤4、基于建立的姿态跟踪误差模型，设计自适应容错姿态跟踪控制律。本发明设计的自适应容错姿态跟踪控制律不需要模型的精确参数，对执行机构故障、外界扰动具有较强的鲁棒性，并且保证跟踪误差渐近收敛至0。因此，该自适应容错姿态跟踪控制律同时兼顾了算法的较强的鲁棒性和较高的控制精度。