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公开(公告)号：CN107038320B
公开(公告)日：2020-05-01
申请号：CN201710362625.6
申请日：2017-05-22
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种加入挠性和燃料晃动的绳系捕获卫星动力学模型的建立方法，首先确定被捕获卫星的参数和自由度，利用牛顿第二定律与拉格朗日原理建立考虑帆板挠性与液体晃动的卫星姿态动力学模型；确定机械臂的参数和自由度，建立系绳缠绕模型。积极效果：能体现非合作目标的帆板挠性振荡和残余燃料晃动对姿态的影响；能体现绳长在缠绕过程中的变化，以便于分析缠绕对系绳张力的影响；对于采用移动系绳连接点进行姿态接管控制的策略，能提供机械臂的动力学响应和所需的控制力。
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公开(公告)号：CN106774360A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611041257.7
申请日：2016-11-24
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/08
CPC classification number: G05D1/0816
Abstract: 本发明涉及一种拖曳变轨中利用系绳/连杆的目标星姿态稳定方法，采用系绳张力与连杆摆动协调控制技术来稳定非合作目标姿态。首先，设计连杆摆动角速率控制律可消除目标体在垂直于系绳方向的角速度，避免了缠绕的发生。与系绳连接点的平面移动控制策略相比，连杆摆动具有更大的操作空间，因此能提供更大的控制力矩。与连杆摆角的PD控制律相比，考虑了张力扰动和摆角约束的滑模角速率控制器具有更强的鲁棒性和更好的实用性。其次，设计系绳收放控制律可将张力稳定在恒定的期望值附近。与单纯通过张力控制使目标体稳定相比，控制张力跟踪恒定值在实际工程中较易实现，且具有较高的稳定性。此外，该张力控制也能保持两端航天器的间距，避免了碰撞的发生。
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公开(公告)号：CN108319136B
公开(公告)日：2019-12-27
申请号：CN201810047019.X
申请日：2018-01-18
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明涉及一种基于模型预测的系绳张力控制方法，首先，建立组合体轨道动力学模型。其次，利用递推最小二乘法建立被捕获的轨道垃圾未知质量辨识器。然后，建立基于超扭滑模的相对运动状态观测器。最后，设计模型预测张力控制器。本发明具有以下几个优点：一、考虑了未知质量参数及不可观测的状态量，与现有控制器相比更具有实用性；二、采用模型预测控制，本方法能在执行机构受约束的条件下将张力稳定在理想范围内。
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公开(公告)号：CN106970635B
公开(公告)日：2019-10-18
申请号：CN201710346266.5
申请日：2017-05-17
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明涉及一种拖曳变轨中利用拖曳飞行器机动的系绳摆动抑制方法，利用拖曳飞行器的轨道控制力同时控制拖曳飞行器的轨道和抑制系绳摆动，避免系绳快速释放问题，且不利用系绳控制力，避免了和目标星姿态稳定控制的需求冲突，具有很好的实用性。本发明与国内外同类技术对比，有如下积极效果：避免了在目标星一端加入推力器，并利用其推力器抑制系绳摆动，降低了系统的复杂性。避免了快速收放系绳的需求，降低了对系绳收放装置的需求，且避免了空间系绳的快速释放难题。避免了与利用系绳张力稳定目标星姿态的系绳张力冲突，降低了控制器的设计难度。
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公开(公告)号：CN108306384B
公开(公告)日：2020-11-20
申请号：CN201810103972.1
申请日：2018-02-02
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明涉及一种小卫星可更换式电源系统，MCU微控制器模块完成电源管理模块的各个点的电压量的采集。MCU具有UART等接口，易于开发调试，同时也具有丰富的通用I/O口便于实现继电器控制，提供的PWM控制信号；该方案中提出了6S电池组与电源管理模块的机械接口方式：当需要安装电池时，主动导引前进；当需要取出电池时，主动导引弹出。本发明基于MCU微控制器技术，集成度高，体积小。MCU中的电源管理程序可根据需要定制，开发周期短，易升级。本发明能够用于小卫星电子系统上各类负载所需要的电源，能够在轨更换、支持正反插操作、可重复利用；在不需要供电条件下，系统进入睡眠模式，减小电源电量损耗。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN106020217B
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201610322755.2
申请日：2016-05-16
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种利用卷轴控制的拖曳变轨防缠绕防碰撞方法，通过建立考虑两端姿态与系绳松弛的组合体变轨动力学模型，建立系绳的卷轴控制模型和缠绕模型，设计防碰撞/缠绕的卷轴控制律，设计平台姿态控制律，实现拖曳变轨防缠绕防碰撞；本发明相较于以往考虑航天器姿态的模型而言，不仅可以应用于系绳张紧状态也可以适用于系绳松弛情况。本发明设计了卷轴控制律以调节系绳张力。这比推力滤波技术更直接和更主动地进行张力控制，同时也不影响以往技术的应用。因此，该控制策略无疑能减轻平台推力的负担，也使轨道设计有了更大的自由度。
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公开(公告)号：CN105912005B
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201610323425.5
申请日：2016-05-16
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开了一种利用系绳推力器的空间非合作目标姿态联合接管控制方法，首先将控制指令和状态测量值通过式生成误差指令，然后在线实时更新控制器的部分参数，再利用姿态自适应控制律生成伪控制量：控制力矩。再将控制量的分配问题转化为鲁棒优化问题，将鲁棒优化问题转化为锥二次优化问题，并利用内点法求解，得到真实的控制量：推力和张力，最后分别驱动12个推力器和系绳张力，实现对非合作目标的姿态联合接管控制。
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公开(公告)号：CN107038320A
公开(公告)日：2017-08-11
申请号：CN201710362625.6
申请日：2017-05-22
Applicant: 西北工业大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明涉及一种加入挠性和燃料晃动的绳系捕获卫星动力学模型的建立方法，首先确定被捕获卫星的参数和自由度，利用牛顿第二定律与拉格朗日原理建立考虑帆板挠性与液体晃动的卫星姿态动力学模型；确定机械臂的参数和自由度，建立系绳缠绕模型。积极效果：能体现非合作目标的帆板挠性振荡和残余燃料晃动对姿态的影响；能体现绳长在缠绕过程中的变化，以便于分析缠绕对系绳张力的影响；对于采用移动系绳连接点进行姿态接管控制的策略，能提供机械臂的动力学响应和所需的控制力。
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公开(公告)号：CN106970635A
公开(公告)日：2017-07-21
申请号：CN201710346266.5
申请日：2017-05-17
Applicant: 西北工业大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明涉及一种拖曳变轨中利用拖曳飞行器机动的系绳摆动抑制方法，利用拖曳飞行器的轨道控制力同时控制拖曳飞行器的轨道和抑制系绳摆动，避免系绳快速释放问题，且不利用系绳控制力，避免了和目标星姿态稳定控制的需求冲突，具有很好的实用性。本发明与国内外同类技术对比，有如下积极效果：避免了在目标星一端加入推力器，并利用其推力器抑制系绳摆动，降低了系统的复杂性。避免了快速收放系绳的需求，降低了对系绳收放装置的需求，且避免了空间系绳的快速释放难题。避免了与利用系绳张力稳定目标星姿态的系绳张力冲突，降低了控制器的设计难度。
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公开(公告)号：CN106020217A
公开(公告)日：2016-10-12
申请号：CN201610322755.2
申请日：2016-05-16
Applicant: 西北工业大学
CPC classification number: G05D1/0808 , G05D1/101
Abstract: 本发明公开了一种利用卷轴控制的拖曳变轨防缠绕防碰撞方法，通过建立考虑两端姿态与系绳松弛的组合体变轨动力学模型，建立系绳的卷轴控制模型和缠绕模型，设计防碰撞/缠绕的卷轴控制律，设计平台姿态控制律，实现拖曳变轨防缠绕防碰撞；本发明相较于以往考虑航天器姿态的模型而言，不仅可以应用于系绳张紧状态也可以适用于系绳松弛情况。本发明设计了卷轴控制律以调节系绳张力。这比推力滤波技术更直接和更主动地进行张力控制，同时也不影响以往技术的应用。因此，该控制策略无疑能减轻平台推力的负担，也使轨道设计有了更大的自由度。
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