恭喜西北工业大学;西北工业大学深圳研究院刘闯获国家专利权
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龙图腾网恭喜西北工业大学;西北工业大学深圳研究院申请的专利一种基于多星串行释放的非合作航天器电磁捕获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:CN116552828B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13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:202310506732.7,技术领域涉及:B64G4/00;该发明授权一种基于多星串行释放的非合作航天器电磁捕获方法是由刘闯;马怡青;岳晓奎;丁一波设计研发完成,并于2023-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于多星串行释放的非合作航天器电磁捕获方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于多星串行释放的非合作航天器电磁捕获方法,包括:S1、主体航天器串行释放捕获卫星;S2、捕获卫星飞寻非合作航天器所在区域的多个特征点;S3、主体航天器计算各区域最优特征点;S4、捕获卫星飞抵各最优特征点,并在该点通过电磁对接方式完成逐次捕获,形成接管组合体;S5、对接管组合体进行惯性参数辨识,并将辨识误差导致的姿态动力学系统不确定项归结于综合扰动形成参数辨识增强效果;S6、设计基于干扰观测器的控制器,通过力矩分配原则发送指令至各捕获卫星执行机构,以此实现对非合作航天器的电磁捕获接管。本发明能够克服单星捕获能力弱且易与非合作航天器发生刚性碰撞的缺陷,可应对多种复杂非合作航天器捕获任务。
本发明授权一种基于多星串行释放的非合作航天器电磁捕获方法在权利要求书中公布了:1.一种基于多星串行释放的非合作航天器电磁捕获方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:S1、主体航天器串行释放捕获卫星;S2、捕获卫星飞寻非合作航天器所在区域的多个特征点,并将结果反馈给主体航天器;S3、主体航天器计算各区域最优特征点,并将结果生成控制指令发送给各区域捕获卫星;S4、捕获卫星收到指令后飞抵各最优特征点,并在最优特征点通过电磁对接方式完成逐次捕获,形成接管组合体;S5、对接管组合体进行惯性参数辨识,并将辨识误差导致的姿态动力学系统不确定项归结于综合扰动形成参数辨识增强效果;S6、设计基于干扰观测器的控制器,通过力矩分配原则发送指令至各捕获卫星执行机构,以此实现对非合作航天器的电磁捕获接管;所述步骤S1中主体航天器串行释放捕获卫星;具体过程为:主体航天器环绕非合作航天器飞行一周,同时每转过一定角度释放一定量捕获卫星,使捕获卫星均匀分散在非合作航天器四周;其中,主体航天器用于承载和释放捕获卫星,接收捕获卫星传回的信息,并根据得到的信息进行分析计算,生成控制指令发送给捕获卫星;捕获卫星从主体航天器上被串行释放,装有电磁线圈装置、相机、轨道姿态控制模块和星间通信模块,用于寻找被分配区域的特征点,在最优特征点处与非合作航天器对接,并根据主体航天器发出的控制指令完成对该非合作航天器的接管;所述步骤S2中捕获卫星飞寻非合作航天器所在区域的多个特征点,并将结果反馈给主体航天器;具体过程为:捕获卫星被主体航天器释放后到达分配的工作区域,通过相机在该区域寻找可以与之电磁对接的所有特征点,并基于星间通信模块将各特征点在非合作航天器上的具体位置信息发送给主体航天器;所述步骤S3中主体航天器计算各区域最优特征点,并将结果生成控制指令发送给各区域捕获卫星;具体过程为:主体航天器对收到的多个特征点进行整理,计算出适合后续对非合作航天器进行接管的最优特征点分布,再根据该分布规划各捕获卫星的轨迹,并将结果生成控制指令发送给各区域捕获卫星;所述步骤S4中捕获卫星收到指令后飞抵各最优特征点,并在最优特征点通过电磁对接方式完成逐次捕获,形成接管组合体;具体过程为:收到主体航天器的控制指令后,有对接要求的捕获卫星跟踪轨迹飞抵对应的最优特征点,无对接要求的捕获卫星返回主体航天器,或主体航天器增派捕获卫星跟踪轨迹飞抵对应最优特征点,并在最优特征点通过电磁装置与非合作航天器进行电磁对接,与其形成接管组合体;所述步骤S5中对接管组合体进行惯性参数辨识,并将辨识误差导致的姿态动力学系统不确定项归结于综合扰动形成参数辨识增强效果;具体过程为:主体航天器对多个捕获卫星与非合作航天器组成的接管组合体的转动惯量进行参数辨识,将辨识误差即参数辨识结果与实际转动惯量的差导致的姿态动力学系统不确定项,归结于综合扰动,形成对接管组合体转动惯量的参数辨识增强效果;所述步骤S6中设计基于干扰观测器的控制器,通过力矩分配原则发送指令至各捕获卫星执行机构,以此实现对非合作航天器的电磁捕获接管;具体过程为:设计干扰观测器降低综合扰动的影响,观测出等效干扰并在控制器设计时引入等效补偿,再通过力矩分配原则对接管组合体进行力矩分配,生成控制指令发送至各捕获卫星的执行机构,以此实现对非合作航天器的电磁捕获接管。
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