[發(fā)明專利]對(duì)地遙感衛(wèi)星高精度高性能的姿態(tài)容錯(cuò)控制方法、裝置及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010074835.7
• 申請(qǐng)日: 2020-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN111258325B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王峰;劉明;曹喜濱;吳凡;邱實(shí);耿云海;苗悅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 西安維英格知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61253
• 代理人: 李斌棟;歸瑩

本發(fā)明實(shí)施例公開了對(duì)地遙感衛(wèi)星高精度高性能的姿態(tài)容錯(cuò)控制方法、裝置及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)；該方法可以包括：根據(jù)攜帶有對(duì)稱撓性附件的對(duì)地遙感衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程獲取所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；基于拉格朗日方法獲取所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的剛?cè)狁詈献藨B(tài)動(dòng)力學(xué)方程；基于模型的不確定性以及所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的剛?cè)狁詈献藨B(tài)動(dòng)力學(xué)方程分別獲取所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的測(cè)量運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型；根據(jù)引入的反步狀態(tài)變量和虛擬控制器，通過有限時(shí)間積分滑模擾動(dòng)觀測(cè)器FTISMDO針對(duì)所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的測(cè)量運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型中的集成不確定性進(jìn)行估計(jì)；根據(jù)所述估計(jì)的集成不確定性通過反步法設(shè)計(jì)所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的姿態(tài)抗擾動(dòng)容錯(cuò)控制器。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)基于申請(qǐng)?zhí)枮?02010019159.3、申請(qǐng)日為2020年01月10日、發(fā)明名稱為“對(duì)地遙感衛(wèi)星高精度高性能的姿態(tài)控制方法、裝置及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)”的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)岢觯⒁笤撝袊?guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該中國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此引入本申請(qǐng)作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及航天器姿態(tài)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)地遙感衛(wèi)星高精度高性能的姿態(tài)容錯(cuò)控制方法、裝置及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

目前，空間科學(xué)技術(shù)獲得了巨大的進(jìn)步，復(fù)雜的航天任務(wù)，如空間交會(huì)對(duì)接、對(duì)地遙感觀測(cè)成像、航天器編隊(duì)飛行等，正在航天工程中得到廣泛的研究和實(shí)踐。其中，對(duì)地遙感衛(wèi)星由于在對(duì)地觀測(cè)過程中具有觀測(cè)范圍廣、可重復(fù)觀測(cè)以及獲取途徑安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在防災(zāi)減災(zāi)、地形測(cè)繪和海洋監(jiān)控等國(guó)計(jì)民生的重要領(lǐng)域逐漸發(fā)揮越來越重要的作用。針對(duì)大多數(shù)對(duì)地遙感衛(wèi)星的空間任務(wù)都需要航天器能夠精確指向和快速穩(wěn)定，因此對(duì)地遙感衛(wèi)星的姿態(tài)控制仍然是一個(gè)至關(guān)重要的研究?jī)?nèi)容。

對(duì)于對(duì)地遙感觀測(cè)衛(wèi)星來說，由于模型的非線性、參數(shù)的不確定性、測(cè)量誤差和未知的環(huán)境干擾，較難為其涉及高性能的航天器姿態(tài)控制器。此外，航天器可能攜帶大型低剛度輕重量的附件，如大型可展開天線和太陽帆板等，這些結(jié)構(gòu)降低了航天器的整體剛性，從而產(chǎn)生了撓性現(xiàn)象。尤其是航天器平臺(tái)姿態(tài)機(jī)動(dòng)時(shí)不可避免地會(huì)激發(fā)撓性附件的振動(dòng)，通過鉸鏈的轉(zhuǎn)動(dòng)從而影響航天器的狀態(tài)，進(jìn)而降低姿態(tài)指向精度。因此，有必要在航天器姿態(tài)控制器設(shè)計(jì)中考慮撓性附件并補(bǔ)償剛?cè)狁詈纤斐傻牟焕绊憽?/p>

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種對(duì)地遙感衛(wèi)星高精度高性能的姿態(tài)容錯(cuò)控制方法、裝置及計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)；能夠針對(duì)對(duì)地遙感衛(wèi)星姿態(tài)實(shí)現(xiàn)高可靠性、高安全性以及高精度的控制。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種對(duì)地遙感衛(wèi)星高精度高性能的姿態(tài)容錯(cuò)控制方法，所述方法包括：

根據(jù)攜帶有對(duì)稱撓性附件的對(duì)地遙感衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程獲取所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；

基于拉格朗日方法獲取所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的剛?cè)狁詈献藨B(tài)動(dòng)力學(xué)方程；

基于模型的不確定性以及所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的剛?cè)狁詈献藨B(tài)動(dòng)力學(xué)方程分別獲取所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的測(cè)量運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型；

根據(jù)引入的反步狀態(tài)變量和虛擬控制器，通過有限時(shí)間積分滑模擾動(dòng)觀測(cè)器FTISMDO針對(duì)所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的測(cè)量運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型中的集成不確定性進(jìn)行估計(jì)；

根據(jù)所述估計(jì)的集成不確定性通過反步法設(shè)計(jì)所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的姿態(tài)抗擾動(dòng)容錯(cuò)控制器。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種對(duì)地遙感衛(wèi)星高精度高性能的姿態(tài)控制裝置，所述裝置包括：第一獲取部分、第二獲取部分、第三獲取部分、估計(jì)部分和設(shè)計(jì)部分；其中，

所述第一獲取部分，經(jīng)配置為根據(jù)攜帶有對(duì)稱撓性附件的對(duì)地遙感衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程獲取所述對(duì)地遙感衛(wèi)星的誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；