申请/专利权人：上海航天控制技术研究所

申请日：2023-12-28

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117891279A

主分类号：G05D1/495

分类号：G05D1/495;G05D1/46;G05D101/10;G05D109/20

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：本发明公开一种翻滚目标自主逼近与跟踪的轨迹规划与控制方法。针对失效翻滚目标任意部位自主逼近与跟踪任务需求，建立了敏捷机动姿轨一体化模型，分析了姿轨耦合特性；考虑了翻滚目标动态运动、目标附件的安全避撞、推力器羽流、敏感器视线、执行机构控制受限等多约束条件，开展了敏捷机动姿轨耦合动态规划，为自主逼近与跟踪控制提供标称轨迹；开展多约束强耦合条件下的自主逼近与跟踪高精度控制器设计。本发明提高了自主逼近与跟踪的规划的快速性和跟踪控制的鲁棒性，为失效翻滚目标的机械臂捕获提供技术支撑。

主权项：1.一种翻滚目标自主逼近与跟踪的轨迹规划与控制方法，其特征在于，包含如下步骤：S1、分析逼近阶段的姿轨耦合性，建立航天器姿轨耦合动力学模型；所述的逼近阶段姿轨耦合性包含相对位置的跟踪指令随着目标航天器姿态的变化而变化的控制指令耦合，推力器不同安装位置引起的控制输入耦合，以及航天器的姿轨自然耦合；所述的航天器姿轨耦合动力学模型为航天器非质心间相对姿轨耦合动力学模型；S2、建立多约束最优规划模型，提出了基于改进快速扩展随机树的姿轨耦合快速轨迹规划方法，以快速扩展随机树算法为基础，采用非均匀采样、松弛碰撞检测、前向树剪枝和搜索树双向生成的方法，来提高算法的实时性；所述的多约束最优规划模型，包含动力学约束、敏感器视场约束、羽流约束、执行机构控制受限约束；S3、设计管式滚动时域控制器，实现对空间翻滚目标的自主逼近与跟踪控制；所述的管式滚动时域控制器是基于滚动时域优化方法，在每个采样时刻不断在线求解开环优化问题，以最小化预测状态和标称状态的差值，通过优化求解得到有限控制时域内的开环控制序列，把开环控制序列的第一项作用在实际系统中。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海航天控制技术研究所 一种空间翻滚目标自主逼近与跟踪的轨迹规划与控制方法

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