恭喜西北工业大学深圳研究院;西北工业大学刘闯获国家专利权
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龙图腾网恭喜西北工业大学深圳研究院;西北工业大学申请的专利一种航天器轨道-姿态-模态信息观测与扰动估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114955006B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210379280.6,技术领域涉及:B64G1/24;该发明授权一种航天器轨道-姿态-模态信息观测与扰动估计方法是由刘闯;吕佰梁;岳晓奎;代洪华;张剑桥设计研发完成,并于2022-04-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种航天器轨道-姿态-模态信息观测与扰动估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种航天器轨道‑姿态‑模态信息观测与扰动估计方法,属于大型航天器稳定控制技术领域,本发明建立大型航天器轨道‑姿态‑振动一体化动力学模型,引入信息观测与综合扰动估计器,进行轨道、姿态、模态、扰动信息的实时观测与反馈补偿,实现控制器的设计,从而克服大型航天器在轨装配动力学特性的跨度性变化导致的控制系统性能下降,使得航天器轨道‑姿态‑振动一体化控制鲁棒性更强、组装过程更可靠、精度更高,进而显著提升在轨装配效率。
本发明授权一种航天器轨道-姿态-模态信息观测与扰动估计方法在权利要求书中公布了:1.一种航天器轨道-姿态-模态信息观测与扰动估计方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、针对在多源复杂综合扰动共同作用下,构建航天器轨道-姿态-振动一体化动力学模型,并将所述航天器轨道-姿态-振动一体化动力学模型转化为状态空间形式,得到航天器轨道-姿态-振动一体化动力学状态空间方程;航天器轨道-姿态-振动一体化动力学状态空间方程的表达式如下: x1=vx2=ωx3=η 其中,表示轨道运动系统矩阵,表示姿态运动系统矩阵,表示振动运动系统矩阵,表示轨道运动控制矩阵,u表示控制输入,表示轨道运动干扰输入矩阵,w表示外界干扰,表示姿态运动控制矩阵,表示姿态运动干扰输入矩阵,表示模态振动控制矩阵,表示模态振动干扰输入矩阵,表示轨道运动模型不确定性,表示姿态运动模型不确定性,表示模态振动模型不确定性,y1、y2、y3和y4均表示系统输出,C1、C2、C3和C4均表示输出矩阵,x1表示轨道运动速度矢量,x2表示姿态运动角速度矢量,x3表示模态振动,x4表示模态一阶微分,v1、v2、v3和v4均表示测量误差v表示速度矢量,ω表示姿态角速度矢量,η表示振动模态,和分别表示x1、x2、x3和x4的一阶微分;S2、以轨道信息为连接,针对航天器轨道-姿态-振动一体化动力学状态空间方程,引入中间状态观测器,重构获取姿态、模态以及综合扰动的估计值,具体为:S201、以轨道信息为连接,针对航天器轨道-姿态-振动一体化动力学状态空间方程,对综合扰动、姿态、模态引入中间状态观测器;S202、基于引入的中间状态观测器,建立状态信息与综合扰动之间的关系;S203、根据状态信息与综合扰动之间的关系,重构获取姿态、模态以及综合扰动的估计值;S3、以姿态信息为连接,针对航天器轨道-姿态-振动一体化动力学状态空间方程,引入中间状态观测器,重构获取轨道、模态以及综合扰动的估计值,具体为:S301、以姿态信息为连接,针对航天器轨道-姿态-振动一体化动力学状态空间方程,对综合扰动、轨道、模态引入中间状态观测器;S302、基于引入的中间状态观测器,建立状态信息与综合扰动之间的关系;S303、根据状态信息与综合扰动之间的关系,重构获取轨道、模态以及综合扰动的估计值;S4、根据步骤S2和步骤S3中获取的轨道、姿态、模态以及综合扰动的估计值,设计反馈补偿控制器,实现对航天器轨道-姿态-振动的一体化控制,完成航天器轨道-姿态-模态信息观测与扰动估计;对航天器轨道-姿态-振动的一体化控制的表达式如下: 其中,ut表示控制输入,uat表示姿态控制部分,uot表示轨道控制部分,Ka表示姿态部分控制增益,Ko表示轨道部分控制增益,表示姿态部分状态估计值,表示轨道部分状态估计值,和均表示伪逆,Ba2表示姿态部分干扰输入矩阵,Bo2表示轨道部分干扰输入矩阵,表示姿态干扰估计值,表示轨道干扰估计值。
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