CN109782787A - 一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模mpc控制方法 - Google Patents
一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模mpc控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109782787A CN109782787A CN201910176073.9A CN201910176073A CN109782787A CN 109782787 A CN109782787 A CN 109782787A CN 201910176073 A CN201910176073 A CN 201910176073A CN 109782787 A CN109782787 A CN 109782787A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- spacecraft
- windsurfing
- solar light
- light pressure
- matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 8
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 108091092878 Microsatellite Proteins 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法,针对高轨卫星及深空探测器等采用飞轮作为执行机构、受到的环境力矩主要是太阳光压力矩的挠性欠驱动航天器姿态控制系统。首先,建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型,并根据航天器构型,建立太阳光压力矩解析式;然后,根据状态方程建立离散预测模型并确定约束条件;最后,根据近似的线性模型,确定终端惩罚矩阵和终端域,设计双模MPC控制律。本发明考虑了帆板转角、转速的限制,以及帆板的刚性转动和振动对航天器姿态的干扰,通过控制帆板转角产生太阳光压力矩作为辅助力矩,实现了欠驱动挠性航天器三轴姿态稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法,实现了航天器在只有两个飞轮的情况下,将太阳光压力矩作为辅助力矩,利用双模MPC控制算法完成三轴姿态稳定。可用于高轨及深空探测等欠驱动航天器的姿态稳定控制中。
背景技术
欠驱动航天器是指执行机构提供的独立控制力矩个数少于系统运动自由度的航天器。对于微小卫星和深空探测器等需长时间工作的卫星,研究欠驱动航天器的姿态动力学与控制问题,能够有效提高其姿态控制系统的可靠性,延长航天器的工作寿命。同时能够减少执行机构配置,减小航天器的质量和功耗。
目前已有的对使用角动量交换装置的欠驱动航天器的研究都是在忽略环境干扰力矩,系统总角动量守恒的条件下得到的。而航天器在实际运行中,环境力矩是不可忽略的,这导致目前已有的欠驱动控制研究成果很难应用于工程实际。环境力矩在全驱动航天器姿态控制系统设计中通常作为干扰力矩处理,而对于欠驱动航天器,若作为干扰力矩,势必会进一步增大欠驱动控制系统设计的难度。本发明借鉴早期的航天器常利用环境力矩做被动/半被动稳定控制的思想,在欠驱动航天器的控制问题研究中,将环境干扰力矩作为辅助力矩联合控制姿态,以有效改善姿态可控性并提升控制性能。
高轨卫星以及深空探测器等航天器常采用飞轮作为姿态控制执行机构,而长时间的在轨运行,飞轮有可能失效从而导致航天器成为欠驱动航天器。而此类航天器其主要受到的主要环境力矩是太阳光压力矩,因此本发明针对使用飞轮的欠驱动航天器,提出一种太阳光压力矩辅助下的联合姿态控制方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:针对高轨卫星以及深空探测器等采用飞轮作为执行机构、受到的环境力矩主要是太阳光压力矩的挠性欠驱动航天器姿态稳定系统,提供一种利用太阳光压力矩辅助完成姿态控制的方法,提出将基于整体数学模型的非线性模型预测控制(Nonlinear Model Predictive Control,NMPC)用于太阳光压辅助的欠驱动航天器姿态控制。实现了航天器在只有两轴姿态控制力矩输出能力的情况下,完成三轴姿态控制的目的,可用于高轨及深空探测等欠驱动航天器的姿态稳定控制。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:针对高轨卫星以及深空探测器等采用飞轮作为执行机构、受到的环境力矩主要是太阳光压力矩的挠性欠驱动航天器姿态稳定系统;首先,建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型,并根据航天器构型,建立太阳光压力矩解析式;然后,根据状态方程建立离散预测模型并确定约束条件;最后,根据近似的线性模型,确定终端惩罚矩阵和终端域,设计双模MPC控制律;具体实施步骤如下:
(1)建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型;
建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型:
基于欧拉角描述的航天器运动学方程可以写为:
其中,ωb=[ωx ωy ωz]T是本体坐标系相对惯性系的角速度在本体系下的分量列阵,为欧拉角角速度列阵,θ和ψ分别代表航天器的滚动角、俯仰角以及偏航角,ω0是轨道角速度;
假定航天器的姿态角、姿态角速度都为小量,则运动学方程式可简化为:
假设航天器由中心本体和两个帆板组成,中心刚体和帆板均为分布均匀的六面体,且帆板具有一个转动自由度,中心刚体可视为质量均匀分布的六面体,飞轮安装构型为三正交加一斜装。建立以飞轮为执行机构的挠性航天器的动力学模型:
其中,It为加入执行机构后整个系统的转动惯量矩阵,C为飞轮安装矩阵,Iw为飞轮组转动惯量;Ω为飞轮转速列向量,表示飞轮组提供的力矩,Tsrp表示太阳光压力矩。Λak为帆板的模态频率对角阵,ξak为帆板的模态阻尼矩阵,Iak为帆板的转动惯量在本体系下的分量列阵,Tak为作用在太阳帆板上的外力矩,Rbak为帆板转动对中心刚体转动的刚性耦合系数矩阵,ηak为归一化后的模态坐标,Fbak为帆板振动对中心刚体转动的柔性耦合系数矩阵,Fak为帆板振动对自身转动的柔性耦合系数矩阵。
在控制器设计中将这些帆板挠性振动和刚性转动视为内部扰动项,并且通过施加约束可以将扰动项对中心刚体的影响降低,因此可以得到如下的刚体转动动力学方程:
其中,h为飞轮角动量。
(2)根据给出的航天器构型,建立太阳光压力矩解析式;
根据给定航天器构型,建立航天器受到的太阳光压力矩Tsrp解析式:
对于带帆板的航天器,根据几何遮挡算法对中心本体和太阳帆板所受的太阳光压力矩分别进行分析。得到太阳帆板的光压力矩在本体轴上的分量为:
其中,βi(i=1,2)表示帆板绕安装轴Yb轴旋转的角度。根据上式可知,当β1=β2时,Ts_srp=0,当β1≠β2,安装在本体系Yb轴的帆板可以产生Xb和Zb轴上的力矩。
(3)根据状态方程建立离散预测模型并确定约束条件;
根据动力学与运动学模型,建立仿射非线性系统状态方程:
其中,状态向量选为控制向量系统方程中的非线性项及控制系数矩阵表达式如下:
其中,λ2=0,
根据系统状态方程,应用四阶龙格库塔法,得到系统离散的预测模型,其预测方程可以写成:
根据实际要求确定状态量以及控制量的约束:由于姿态角通过3-1-2转序的欧拉角描述,为避免奇异,欧拉角的范围约束为ψ∈(-π,π];因为航天器姿态均处于小角速度范围内,取由于帆板本身具有对称性,为在保证光压力矩的大小的同时,不至于造成帆板翻滚的情况,将帆板转角的约束为:帆板的转速限制为飞轮角加速度的约束为
综上,系统的状态量约束和控制量约束写为:
x(k)∈X,X={x∈Rn|x∈[xmin,xmax]},k>0
u(k)∈U,U={u∈Rm|u∈[umin,umax]},k>0
(4)根据近似的线性模型,确定终端惩罚矩阵和终端域,设计双模MPC控制律;
假设仿射非线性系统存在局部稳定的线性控制器,计算系统方程在平衡点(0,0)处的雅克比矩阵,得到然后采用如下算法离线计算终端惩罚矩阵和终端域:
a.基于雅克比线性化模型设计线性反馈增益K使得A+BK渐进稳定的;
b.令Q*=Q+KTRK∈Rn×n,求解离散Lyapunov方程κ>1为常数,得到唯一正定对称解P;
c.寻找尽可能大的α1>0,使得对于所有的x∈Ω1,有Ω1∈X,Kx∈U成立,其中Ω1={x∈Rn|xTPx≤α1};
d.定义V(x(k))=xT(k)Px(k),寻找尽可能大的α∈(0,α1],使得在Ω内局部满足Hamilton-Jacobian-Bellman(HJB)不等式:V(x(k+1))-V(x(k))≤-xT(k)Q*x(k);
得到终端惩罚矩阵和终端域后,可以求解满足动力学约束和时域约束的每个采样时刻k的优化问题:
其中,N为预测时域,Q∈Rn×n和R∈Rm×m是正定对称加权矩阵,P∈Rn×n为终端惩罚矩阵。求解优化问题,并将控制序列的第一项u*(k|k)作为终端域外的控制量,因此双模MPC控制律可以写为:
本发明与现有技术相比的优点在于:传统欠驱动航天器控制大多是利用两个飞轮设计控制律实现三轴姿态稳定,控制律较为复杂,较难实现。本发明将航天器受到的扰动力矩(太阳光压力矩)作为辅助控制力矩,并建立了光压力矩的解析模型,通过控制帆板转角实现航天器三轴姿态稳定,较容易实现,可用于高轨及深空探测等欠驱动航天器的姿态稳定控制。
附图说明
图1为一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法的流程框图;
图2为航天器在本体系下的示意图。航天器中心本体尺寸为50×25×20cm3,两个太阳帆板的几何尺寸为80×25×1cm3,两个太阳帆板安装点在中心体机械坐标系下的坐标分别为(0,±21,0)cm。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示,本发明一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法,具体实现步骤如下:
第一步,建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型,并根据给出的航天器构型,建立太阳光压力矩解析式;
建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型:
基于欧拉角描述的航天器运动学方程可以写为:
其中,ωb=[ωx ωy ωz]T是本体坐标系相对惯性系的角速度在本体系下的分量列阵,为欧拉角角速度列阵,θ和ψ分别代表航天器的滚动角、俯仰角以及偏航角,ω0是轨道角速度;
假定航天器的姿态角、姿态角速度都为小量,则运动学方程式可简化为:
假设航天器由中心本体和两个帆板组成,中心刚体和帆板均为分布均匀的六面体,且帆板具有一个转动自由度,中心刚体可视为质量均匀分布的六面体,飞轮安装构型为三正交加一斜装。建立以飞轮为执行机构的挠性航天器的动力学模型:
其中,It为加入执行机构后整个系统的转动惯量矩阵,C为飞轮安装矩阵,Iw为飞轮组转动惯量;Ω为飞轮转速列向量,表示飞轮组提供的力矩,Tsrp表示太阳光压力矩。Λak为帆板的模态频率对角阵,ξak为帆板的模态阻尼矩阵,Iak为帆板的转动惯量在本体系下的分量列阵,Tak为作用在太阳帆板上的外力矩,Rbak为帆板转动对中心刚体转动的刚性耦合系数矩阵,ηak为归一化后的模态坐标,Fbak为帆板振动对中心刚体转动的柔性耦合系数矩阵,Fak为帆板振动对自身转动的柔性耦合系数矩阵。
在控制器设计中将这些帆板挠性振动和刚性转动视为内部扰动项,并且通过施加约束可以将扰动项对中心刚体的影响降低,因此可以得到如下的刚体转动动力学方程:
其中,h为飞轮角动量。
假设航天器位于距离太阳一个天文单位的日心轨道上,太阳方向矢量在该轨道系中始终为so=Lbo[0 0 1]T,航天器中心刚体转动惯量取Ib=diag[0.02,0.058 0.0625]kg·m2;执行机构为三正交加一斜装的飞轮组,初始转速为Ω=[0 0 0 0]Trad/s,假设只有安装在本体系Y轴和Z轴的飞轮正常工作,故障的飞轮转速视为0。
中心刚体对称安装两个太阳帆板,其相对系统质心的惯量矩阵分别为:
则考虑执行机构以及太阳帆板的航天器整体转动惯量矩阵It的计算公式为:
It=Ib+Ibal+Ibar+CIwCT
其中,C表示飞轮组的安装矩阵:
第二步,根据图2给出的航天器构型,建立太阳光压力矩Tsrp解析式;
对于带帆板的航天器,根据几何遮挡算法对中心本体和太阳帆板所受的太阳光压力矩分别进行分析。得到太阳帆板的光压力矩在本体轴上的分量为:
其中,βi(i=1,2)表示帆板绕安装轴Yb轴旋转的角度。根据上式可知,当β1=β2时,Ts_srp=0,当β1≠β2,安装在本体系Yb轴的帆板可以产生Xb和Zb轴上的力矩。
由于在控制器设计中只考虑到了帆板的光压力矩,且帆板上下两个帆面为主要的光压力矩来源。因此帆板主要受照表面面积A=0.2m2,且该表面中心距离航天器质心的矢量长度为r=0.61m,帆板表面材料特性参数分别为ρa=0.75,ρd=0,ρs=0.25。太阳光压系数P=4.5598×10-6N/m2,干扰力矩Td的表达式为:
航天器初始的姿态参数为θ0=[-8 10 9]°,ωb0=[1.5 1.5 1.5]°/s。
第三步,根据状态方程建立离散预测模型并确定约束条件;
根据动力学与运动学模型,建立仿射非线性系统状态方程:
其中,状态向量选为控制向量系统方程中的非线性项及控制系数矩阵表达式如下:
其中,λ2=0
根据系统状态方程,应用四阶龙格库塔法,得到系统离散的预测模型,其预测方程可以写成:
根据实际要求确定状态量以及控制量的约束:由于姿态角通过3-1-2转序的欧拉角描述,为避免奇异,欧拉角的范围约束为θ∈(-π,π],ψ∈(-π,π];因为航天器姿态均处于小角速度范围内,取由于帆板本身具有对称性,为在保证光压力矩的大小的同时,不至于造成帆板翻滚的情况,将帆板转角的约束为:帆板的转速限制为飞轮角加速度的约束为
综上,系统的状态量约束和控制量约束写为:
x(k)∈X,X={x∈Rn|x∈[xmin,xmax]},k>0
u(k)∈U,U={u∈Rm|u∈[umin,umax]},k>0
第四步,根据近似的线性模型,确定终端惩罚矩阵和终端域,设计双模MPC确定的控制律。
假设仿射非线性系统存在局部稳定的线性控制器,计算系统方程在平衡点(0,0)处的雅克比矩阵,得到然后采用如下算法离线计算终端惩罚矩阵和终端域。
a.基于雅克比线性化模型设计线性反馈增益K使得A+BK渐进稳定的;
b.令Q*=Q+KTRK∈Rn×n,求解离散Lyapunov方程κ>1为常数,得到唯一正定对称解P;
c.寻找尽可能大的α1>0,使得对于所有的x∈Ω1,有Ω1∈X,Kx∈U成立,其中Ω1={x∈Rn|xTPx≤α1};
d.定义V(x(k))=xT(k)Px(k),寻找尽可能大的α∈(0,α1],使得在Ω内局部满足Hamilton-Jacobian-Bellman(HJB)不等式:V(x(k+1))-V(x(k))≤-xT(k)Q*x(k);
得到终端惩罚矩阵和终端域后,可以求解满足动力学约束和时域约束的每个采样时刻k的优化问题:
其中,N为预测时域,Q∈Rn×n和R∈Rm×m是正定对称加权矩阵,P∈Rn×n为终端惩罚矩阵。求解优化问题,并将控制序列的第一项u*(k|k)作为终端域外的控制量,因此双模MPC控制律可以写为:
目标函数的加权矩阵Q和R取:Q=diag(1 1 1 1×104 1 1 1×10-6 1×10-6),R=diag(0.001 0.001 0.001 0.001)。首先对仿射非线性模型进行雅克比线性化,求解线性二次型最优控制问题,得到线性的状态反馈控制增益u=Kx;再根据第三步计算Lyapunov方程求得唯一正定对称解P。将该矩阵作为性能指标函数的终端惩罚矩阵;然后计算满足控制约束和状态约束的区域Ω1={x∈Rn|xTPx≤α1},得α1=6.8859;最后找到一个Ω<Ω1使得d中的不等式成立,通过从α=α1开始不断减小α直到不等式成立,我们得到了一个不太保守的终端域Ω={x∈Rn|xTPx≤7.5×10-6}。
系统仿真步长为0.1s,预测步长为1s,预测时域N=5,控制时域M=2。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (4)
1.一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
第一步,建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型,并根据航天器构型,建立太阳光压力矩解析式;
第二步,根据状态方程建立离散预测模型并确定约束条件;
第三步,根据近似的线性模型,确定终端惩罚矩阵和终端域,设计双模MPC控制律。
2.根据权利要求1所述的太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法,其特征在于:所述第一步具体实现如下:
建立以飞轮为执行机构的挠性航天器动力学与运动学模型:
基于欧拉角描述的航天器运动学方程可以写为:
其中,ωb=[ωx ωy ωz]T是本体坐标系相对惯性系的角速度在本体系下的分量列阵,为欧拉角角速度列阵,θ和ψ分别代表航天器的滚动角、俯仰角以及偏航角,ω0是轨道角速度;
假定航天器的姿态角、姿态角速度都为小量,则运动学方程式可简化为:
假设航天器由中心本体和两个帆板组成,中心刚体和帆板均为分布均匀的六面体,且帆板具有一个转动自由度,中心刚体可视为质量均匀分布的六面体,飞轮安装构型为三正交加一斜装,建立以飞轮为执行机构的挠性航天器的动力学模型:
其中,It为加入执行机构后整个系统的转动惯量矩阵,C为飞轮安装矩阵,Iw为飞轮组转动惯量;Ω为飞轮转速列向量,表示飞轮组提供的力矩,Tsrp表示太阳光压力矩,Λak为帆板的模态频率对角阵,ξak为帆板的模态阻尼矩阵,Iak为帆板的转动惯量在本体系下的分量列阵,Tak为作用在太阳帆板上的外力矩,Rbak为帆板转动对中心刚体转动的刚性耦合系数矩阵,ηak为归一化后的模态坐标,Fbak为帆板振动对中心刚体转动的柔性耦合系数矩阵,Fak为帆板振动对自身转动的柔性耦合系数矩阵;
在控制器设计中将这些帆板挠性振动和刚性转动视为内部扰动项,并且通过施加约束可以将扰动项对中心刚体的影响降低,因此可以得到如下的刚体转动动力学方程:
其中,h为飞轮角动量;
根据航天器构型,建立航天器受到的太阳光压力矩Tsrp解析式:
对于带帆板的航天器,根据几何遮挡算法对中心本体和太阳帆板所受的太阳光压力矩分别进行分析,得到太阳帆板的光压力矩在本体轴上的分量为:
其中,βi(i=1,2)表示帆板绕安装轴Yb轴旋转的角度,根据上式可知,当β1=β2时,Ts_srp=0,当β1≠β2,安装在本体系Yb轴的帆板可以产生Xb和Zb轴上的力矩。
3.根据权利要求1所述的太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法,其特征在于:所述第二步具体实现如下:
根据动力学与运动学模型,建立仿射非线性系统状态方程:
其中,状态向量选为控制向量系统方程中的非线性项及控制系数矩阵表达式如下:
其中,
根据系统状态方程,应用四阶龙格库塔法,得到系统离散的预测模型,其预测方程可以写成:
根据实际要求确定状态量以及控制量的约束:由于姿态角通过3-1-2转序的欧拉角描述,为避免奇异,欧拉角的范围约束为θ∈(-π,π],ψ∈(-π,π];因为航天器姿态均处于小角速度范围内,取由于帆板本身具有对称性,为在保证光压力矩的大小的同时,不至于造成帆板翻滚的情况,将帆板转角的约束为:β1,帆板的转速限制为飞轮角加速度的约束为
综上,系统的状态量约束和控制量约束写为:
x(k)∈X,X={x∈Rn|x∈[xmin,xmax]},k>0
u(k)∈U,U={u∈Rm|u∈[umin,umax]},k>0。
4.根据权利要求1所述的太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模MPC控制方法,其特征在于:所述第三步具体实现如下:
根据近似的线性模型,确定终端惩罚矩阵和终端域:
假设仿射非线性系统存在局部稳定的线性控制器,计算系统方程在平衡点(0,0)处的雅克比矩阵,得到然后采用如下算法离线计算终端惩罚矩阵和终端域;
(1)基于雅克比线性化模型设计线性反馈增益K使得A+BK渐进稳定的;
(2)令Q*=Q+KTRK∈Rn×n,求解离散Lyapunov方程κ>1为常数,得到唯一正定对称解P;
(3)寻找尽可能大的α1>0,使得对于所有的x∈Ω1,有Ω1∈X,Kx∈U成立,其中Ω1={x∈Rn|xTPx≤α1};
(4)定义V(x(k))=xT(k)Px(k),寻找尽可能大的α∈(0,α1],使得在Ω内局部满足Hamilton-Jacobian-Bellman(HJB)不等式:V(x(k+1))-V(x(k))≤-xT(k)Q*x(k);
得到终端惩罚矩阵和终端域后,可以求解每个采样时刻k的优化问题:
并将控制序列的第一项u*(k|k)作为终端域外的控制量,因此双模MPC控制律可以写为:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910176073.9A CN109782787B (zh) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模mpc控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910176073.9A CN109782787B (zh) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模mpc控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109782787A true CN109782787A (zh) | 2019-05-21 |
CN109782787B CN109782787B (zh) | 2020-10-30 |
Family
ID=66486240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910176073.9A Expired - Fee Related CN109782787B (zh) | 2019-03-08 | 2019-03-08 | 一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模mpc控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109782787B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110502025A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-26 | 北京航空航天大学 | 一种考虑反作用飞轮特性及功率受限的航天器姿态控制方法 |
CN111966954A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-20 | 北京理工大学 | 一种大姿态四元数全角域转换欧拉角方法 |
CN113311853A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-27 | 北京航空航天大学 | 一种日心轨道航天器太阳光压力矩确定方法 |
CN114036678A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-11 | 北京航空航天大学杭州创新研究院 | 一种基于飞轮单元可靠性动态的卫星控制动态调节延寿方法 |
CN114253136A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-29 | 哈尔滨工业大学 | 基于离散高阶全驱系统方法的组合卫星模拟器控制方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0794120A1 (en) * | 1996-03-05 | 1997-09-10 | HE HOLDINGS, INC. dba HUGHES ELECTRONICS | Controlled-emission solar tabs for attitude solar sailing |
RU2188145C2 (ru) * | 1992-01-28 | 2002-08-27 | Владимиров Порфирий Сергеевич | Космический аппарат |
US20030010869A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-01-16 | Junichiro Kawaguchi | Large membrane space structure and method for its deployment and expansion |
CN102298390A (zh) * | 2011-06-24 | 2011-12-28 | 北京航空航天大学 | 一种抗干扰挠性航天器姿态和振动复合控制方法 |
CN103076807A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-05-01 | 北京航空航天大学 | 一种欠驱动柔性航天器姿态稳定的控制方法 |
CN103593551A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-19 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于高轨光学成像卫星的太阳光压计算方法 |
CN104880948A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-09-02 | 北京航空航天大学 | 一种基于鲁棒自适应的带有飞轮的航天器容错控制方法 |
CN105867401A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-17 | 北京航空航天大学 | 单框架控制力矩陀螺群的航天器姿态容错控制方法 |
RU2604268C2 (ru) * | 2015-04-21 | 2016-12-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ формирования управляющих воздействий на космический аппарат с фазированной антенной решёткой |
CN108536014A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-14 | 北京航空航天大学 | 一种考虑飞轮动态特性的航天器姿态规避的模型预测控制方法 |
CN108860662A (zh) * | 2018-06-24 | 2018-11-23 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种基于太阳光压的中轨道卫星离轨方法 |
CN108959734A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-07 | 北京控制工程研究所 | 一种基于实时递推太阳光压力矩辨识方法及系统 |
-
2019
- 2019-03-08 CN CN201910176073.9A patent/CN109782787B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2188145C2 (ru) * | 1992-01-28 | 2002-08-27 | Владимиров Порфирий Сергеевич | Космический аппарат |
EP0794120A1 (en) * | 1996-03-05 | 1997-09-10 | HE HOLDINGS, INC. dba HUGHES ELECTRONICS | Controlled-emission solar tabs for attitude solar sailing |
US20030010869A1 (en) * | 2001-07-16 | 2003-01-16 | Junichiro Kawaguchi | Large membrane space structure and method for its deployment and expansion |
CN102298390A (zh) * | 2011-06-24 | 2011-12-28 | 北京航空航天大学 | 一种抗干扰挠性航天器姿态和振动复合控制方法 |
CN103076807A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-05-01 | 北京航空航天大学 | 一种欠驱动柔性航天器姿态稳定的控制方法 |
CN103593551A (zh) * | 2013-10-30 | 2014-02-19 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于高轨光学成像卫星的太阳光压计算方法 |
RU2604268C2 (ru) * | 2015-04-21 | 2016-12-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Способ формирования управляющих воздействий на космический аппарат с фазированной антенной решёткой |
CN104880948A (zh) * | 2015-05-08 | 2015-09-02 | 北京航空航天大学 | 一种基于鲁棒自适应的带有飞轮的航天器容错控制方法 |
CN105867401A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-17 | 北京航空航天大学 | 单框架控制力矩陀螺群的航天器姿态容错控制方法 |
CN108536014A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-09-14 | 北京航空航天大学 | 一种考虑飞轮动态特性的航天器姿态规避的模型预测控制方法 |
CN108959734A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-12-07 | 北京控制工程研究所 | 一种基于实时递推太阳光压力矩辨识方法及系统 |
CN108860662A (zh) * | 2018-06-24 | 2018-11-23 | 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 | 一种基于太阳光压的中轨道卫星离轨方法 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
ROBERT A. E. ZIDEK 等: "RECEDING HORIZON DRIFT COUNTERACTION AND ITS APPLICATION TO SPACECRAFT ATTITUDE CONTROL", 《27TH AAS/AIAA SPACE FLIGHT MECHANICS MEETING》 * |
ROBERT A. E. ZIDEK 等: "Spacecraft Drift Counteraction Optimal Control: Open-Loop and Receding Horizon Solutions", 《JOURNAL OF GUIDANCE, CONTROL, AND DYNAMICS》 * |
朱仁瘴: "太阳光压对人造卫星轨道的摄动", 《中国空间科学技术》 * |
王冬霞 等: "欠驱动航天器姿态稳定的分层滑模控制器设计", 《宇航学报》 * |
谭红力 等: "卫星偏航控制模式设计及其对光压摄动影响分析", 《HTTPS://WWW.DOC88.COM/P-8975671902070.HTML》 * |
骆军红: "太阳帆航天器动力学建模与姿态控制研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110502025A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-11-26 | 北京航空航天大学 | 一种考虑反作用飞轮特性及功率受限的航天器姿态控制方法 |
CN111966954A (zh) * | 2020-08-18 | 2020-11-20 | 北京理工大学 | 一种大姿态四元数全角域转换欧拉角方法 |
CN113311853A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-08-27 | 北京航空航天大学 | 一种日心轨道航天器太阳光压力矩确定方法 |
CN114036678A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-02-11 | 北京航空航天大学杭州创新研究院 | 一种基于飞轮单元可靠性动态的卫星控制动态调节延寿方法 |
CN114036678B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-03-29 | 北京航空航天大学杭州创新研究院 | 一种基于飞轮单元可靠性动态的卫星控制动态调节延寿方法 |
CN114253136A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-03-29 | 哈尔滨工业大学 | 基于离散高阶全驱系统方法的组合卫星模拟器控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109782787B (zh) | 2020-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109782787A (zh) | 一种太阳光压辅助下欠驱动航天器姿态的双模mpc控制方法 | |
CN110794863B (zh) | 一种控制性能指标可定制的重型运载火箭姿态控制方法 | |
Yeh | Sliding-mode adaptive attitude controller design for spacecrafts with thrusters | |
CN106078742B (zh) | 一种针对带有输出约束的柔性机械臂的振动控制方法 | |
CN107263466B (zh) | 空间机器人基于二次规划问题的基座无扰控制方法 | |
CN103076807B (zh) | 一种欠驱动柔性航天器姿态稳定的控制方法 | |
CN109388906B (zh) | 一种基于磁悬浮轴承的柔性航天器动力学模型的建模方法 | |
Liu et al. | Motion control of a spherical mobile robot by feedback linearization | |
CN113341953B (zh) | 一种吊舱式无人艇航向控制方法 | |
CN112572835B (zh) | 一种具有姿态切换的卫星在轨角动量管理及控制方法 | |
CN111338368B (zh) | 一种航天器快速机动姿态跟踪自适应鲁棒控制方法 | |
CN109421042A (zh) | 柔性铰空间站机械臂的鲁棒自适应滑模控制方法 | |
CN107458630B (zh) | 悬挂式主动重力补偿系统悬挂点跨尺度跟踪方法 | |
CN110824925A (zh) | 倾转式三旋翼无人机的自适应鲁棒容错控制方法 | |
CN109677637A (zh) | 基于光学测角相机的空间非合作目标跟踪指向方法 | |
CN113859589A (zh) | 一种基于模型预测控制与滑模控制的航天器姿态控制方法 | |
CN110550238B (zh) | 一种挠性卫星的闭环分力合成主动振动抑制方法 | |
CN108427429B (zh) | 一种考虑动态指向约束的航天器视轴机动控制方法 | |
CN110119153B (zh) | 一种光压力矩主动辅助下的欠驱动航天器姿态控制方法 | |
CN110502025B (zh) | 考虑反作用飞轮特性及功率受限的航天器姿态控制方法 | |
CN109164817A (zh) | 一种基于模型预测控制的太阳帆姿态轨道耦合控制方法 | |
CN113238572B (zh) | 基于预设性能控制的预设时间四旋翼无人机姿态跟踪方法 | |
CN112835372A (zh) | 四旋翼无人机的固定时间控制方法 | |
Liu et al. | Design and demonstration for an air-bearing-based space robot testbed | |
Zheng et al. | RBF adaptive sliding control for five-axis flexible satellite |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201030 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |