申请/专利权人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院

申请日：2019-09-18

公开（公告）日：2020-10-13

公开（公告）号：CN110502028B

主分类号：G05D1/08(20060101)

分类号：G05D1/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.13#授权;2019.12.20#实质审查的生效;2019.11.26#公开

摘要：本发明涉及一种空间翻滚目标位姿同步跟踪控制方法，第一步，建立描述追踪航天器与空间翻滚目标相对位置运动的数学模型；第二步，建立翻滚目标的姿态运动方程；第三步，建立追踪航天器与翻滚目标的相对姿态运动模型；第四步，根据第一步建立的相对位置运动模型和第三步建立的相对姿态运动模型，设计快速滑模控制方法，实现追踪航天器对翻滚目标的位姿同步跟踪控制。

主权项：1.一种空间翻滚目标位姿同步跟踪控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，建立描述追踪航天器与空间翻滚目标相对位置运动的运动学模型；第二步，建立翻滚目标的姿态运动方程；第三步，基于第二步建立的翻滚目标姿态运动方程，建立追踪航天器与翻滚目标的相对姿态运动模型；第四步，根据第一步建立的所述运动学模型和第三步建立的相对姿态运动模型，设计快速滑模控制方法，实现追踪航天器对翻滚目标的位姿同步跟踪控制；所述第一步中的运动学模型如下： 其中，r是追踪航天器与翻滚目标的相对距离，下标r、θ、ω分别代表控制加速度在er、eθ和eω方向上的分量，er为视线方向的单位矢量，eω为视线角速度的方向，定义eθ＝eω×er，eθ垂直于视线，er和eθ组成视线瞬时旋转平面；ωs表示视线转率，Ωs表示视线旋转平面的旋转角速度，acr、acθ和acω分别表示追踪航天器在三个方向上的加速度分量；所述第二步中，建立翻滚目标的姿态运动方程如下： 其中，φ、θ和分别表示翻滚目标的偏航角、俯仰角和滚动角，ω0表示翻滚目标的初始姿态角速度，ρ＝IzIy，λ＝IzIx，Ix、Iy和Iz表示翻滚目标的惯量主轴；所述第三步中，建立追踪航天器与翻滚目标的相对姿态运动模型如下： 其中，qtb表示追踪航天器本体坐标下与期望坐标之间的误差四元数，ωtb表示追踪航天器本体坐标下与期望坐标之间的误差角速度，J表示追踪航天器的转动惯量，M表示追踪航天器的控制力矩，ω表示追踪航天器的角速度，qtb和ωtb由下式求得： 其中，q表示追踪航天器的姿态四元数，表示追踪航天器的期望姿态四元数，表示追踪航天器的期望姿态角速度；所述第四步中，设计快速滑模控制方法如下：1设计如下滑模控制律，使追踪航天器与翻滚目标保持视向距离不变其中，rd为期望的绕飞半径，k1、k2和k3均为正数，s为非奇异快速滑模面且r11，定义为： 其中，参数ε0表示正常数，12r21。此外，且有2设计如下控制器控制追踪航天器的同步绕飞速率 其中，rd为rd的模值，φd为翻滚目标体坐标系相对于惯性系期望的偏航角，k4为正数；3设计滑模控制器控制追踪航天器的姿态，使航天器的姿态始终指向目标点 其中，k5和k6均为正数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 一种空间翻滚目标位姿同步跟踪控制方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD