[發明專利]一種比例積分型事件觸發航天器姿態控制方法

有效

• 申請號: 202110726476.3
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113608540B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 史大威;宋繼良;李雙汐;李春暉;王軍政
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

1.一種比例積分型事件觸發航天器姿態控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、基于四元數的衛星姿態動力學與運動學模型，構建衛星姿態跟蹤誤差系統模型；

步驟二、根據衛星姿態跟蹤誤差系統模型，確定姿態跟蹤誤差系統擴張狀態，設計擴張狀態觀測器；

步驟三、利用擴張狀態觀測器得到系統觀測狀態，設計基于系統觀測狀態的反饋控制器；

步驟四、基于反饋控制器輸出信號的采樣誤差，設計比例積分型事件觸發策略用于決定是否更新航天器姿態的控制信號；

比例積分型事件觸發條件如下：

t_k+1,i＝min{t_k,i+θ_k,i,t_k,i+T_i},i＝1,…,n

其中，inf表示下確界，n為控制器輸出信號的維度，θ_i為第i維信號兩次觸發之間滿足條件的可能時間間隔，θ_k,i表示第k時刻到下次觸發滿足條件的最小時間間隔，比例系數δ_1,i、積分系數δ_2,i、高增益參數ε_i和閾值常數M_i均為設定參數，且都為正值，T_i為預設的兩次觸發之間的最大允許間隔，t_k,i和t_k+1,i分別表示第k次的觸發時刻和第k+1次觸發時刻，σ_i(·)為反饋控制器輸出的第i維信號的采樣誤差，定義為：

其中表示反饋控制器輸出的第i維信號，表示t_k,i時刻的反饋控制器輸出采樣值經過零階保持器保持后的信號。

2.如權利要求1所述的一種比例積分型事件觸發航天器姿態控制方法，其特征在于，若比例積分型事件觸發條件滿足時，采樣器對反饋控制器的輸出信號進行采樣，若比例積分型事件觸發條件未滿足，則航天器姿態的控制信號通過零階保持器對上次觸發傳遞而來的信號進行保持得到。

3.如權利要求1所述的一種比例積分型事件觸發航天器姿態控制方法，其特征在于，所述比例積分型事件觸發條件通過對比反饋控制器輸出信號采樣誤差和輸出信號采樣誤差關于時間的積分值的大小，判斷何時進行觸發，并更新控制信號，利用經零階保持器保持后的控制信號實現對衛星姿態的控制，使得姿態跟蹤誤差收斂。