[發明專利]一種交會對接平移靠攏段的安全帶確定方法

有效

• 申請號: 201710855868.3
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107792404B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 陳長青;解永春;梁靜靜
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G05D1/00;B64G1/64
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

本發明提供一種交會對接平移靠攏段的安全帶確定方法，所述方法包括：(1)建立平移靠攏段相對位置標稱軌跡方程；(2)獲取進行交會對接的飛行器之間的相對姿態與相對位置分別對應的測量誤差參數；(3)根據相對姿態對應的測量誤差參數，獲取相對位置對應的飛行偏差信息；(4)根據所述平移靠攏段相對位置標稱軌跡方程、相對姿態與相對位置分別對應的測量誤差參數、以及相對位置對應的飛行偏差信息，獲取相對姿態與相對位置分別對應的不同類別安全帶的邊界參數；(5)根據相對姿態與相對位置分別對應的不同類別安全帶的邊界參數，配置相對姿態與相對位置分別對應的不同類別安全帶，并且為不同類別安全帶分別配置對應的飛行器控制策略。

技術領域

本發明屬于交會對接領域，涉及一種交會對接平移靠攏段的安全帶確定方法。

背景技術

交會對接是一項復雜的技術，在該過程中經常有事故發生。所以在交會對接過程中，特別是在對自主交會要求逐漸提高的趨勢下，軌跡安全成為了一個重要的研究課題。目前，有關交會對接軌跡安全的研究主要有如下幾類：第一類是針對特殊類型的軌跡，給出軌跡安全的條件；第二類是利用在線數值計算的方法獲得安全的軌跡；第三類針對某些典型工況分析給出軌跡安全的充分條件或充要條件，并作為軌跡安全判斷和主動安全控制的依據；第四類求解交會對接過程的碰撞概率。

在實際飛行任務的近距離交會中，追蹤航天器一般是沿著規劃好的軌跡逐步靠近目標航天器。在尋的段以及接近段采用制導脈沖控制原理進行交會對接控制，其控制原理為按照預設間隔周期控制，而在平移靠攏段由于飛行器之間距離相對更近，因此需要采用連續控制方式中的六自由度控制原理進行交會對接控制。因此，現有基于制導脈沖原理的安全帶確定方法無法應用于平移靠攏段。

發明內容

本方明的技術解決問題是：針對基于制導脈沖安全帶設計方法無法應用于交會對接平移靠攏段的問題，提出一種交會對接平移靠攏段的安全帶確定方法，實現了在交會對接平移靠攏段的安全帶分類與設計。

本發明的技術解決方案是：一種交會對接平移靠攏段的安全帶確定方法，步驟如下：

(1)建立平移靠攏段相對位置標稱軌跡方程；

(2)根據導航敏感器的測量精度指標信息以及平移靠攏段相對位置標稱軌跡方程，獲取進行交會對接的飛行器之間的相對姿態與相對位置分別對應的測量誤差參數；

(3)根據相對姿態對應的測量誤差參數，獲取相對位置對應的飛行偏差信息；

(4)根據所述平移靠攏段相對位置標稱軌跡方程、相對姿態與相對位置分別對應的測量誤差參數、以及相對位置對應的飛行偏差信息，獲取相對姿態與相對位置分別對應的不同類別安全帶的邊界參數；

(5)根據相對姿態與相對位置分別對應的不同類別安全帶的邊界參數，配置相對姿態與相對位置分別對應的不同類別安全帶，并且為不同類別安全帶分別配置對應的飛行器控制策略。

進一步地，所述步驟(1)建立平移靠攏段相對位置標稱軌跡方程的方法為：

根據公式和進行建立，其中，x,y,z分別為跡向、法向、徑向3個相對位置，x_R為跡向初始相對位置，為標稱速度，t為飛行時間，φ,θ,ψ分別為滾動、俯仰、偏航三個相對姿態角。

進一步地，所述步驟(2)獲取相對姿態與相對位置分別對應的測量誤差參數的方法為：

根據公式和進行計算，其中，θ₁為相對姿態對應的測量誤差參數，r₁為相對位置對應的測量誤差參數，a₁,a₂分別為導航敏感器的相對位置和相對姿態的測量常值偏差，b₁,b₂分別為導航敏感器的相對位置和相對姿態測量隨跡向距離變化的系數。

進一步地，所述步驟(3)獲取相對位置對應的飛行偏差信息的方法為: