[發明專利]一種小型便攜式人控交會對接在軌訓練系統

在審

• 申請號: 202310201024.2
• 申請日: 2023-03-01
• 公開（公告）號: CN116434633A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 王妍;蔡彪;劉增波;宋曉光;馮帥;李志宇;周遠林
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G09B9/28
• 分類號: G09B9/28;G09B9/08;G09B9/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉秀祥

1.一種小型便攜式人控交會對接在軌訓練系統，其特征在于，包括姿態控制手柄、平移控制手柄、手柄安裝支架、計算機、手柄采集盒、交會對接在軌訓練軟件模塊；

姿態控制手柄、平移控制手柄為真實產品，通過手柄安裝支架固定；

手柄采集盒為姿態控制手柄、平移控制手柄提供電源，并采集兩個手柄的輸出電壓，輸出給計算機；

交會對接在軌訓練軟件模塊存儲在計算機內，用以完成訓練場景配置、訓練過程控制、手柄指令發送、遙操作攝像機圖像模擬、儀表參數顯示、動力學模擬、姿態軌道模擬、數據傳輸與交換、訓練過程數據視頻記錄及視頻回放。

2.根據權利要求1所述的在軌訓練系統，其特征在于，手柄安裝支架包括手柄支架和止轉板；手柄支架為整體片狀造型，外露邊導圓，上端設有固定手柄的安裝螺釘，下端設有安裝到工作臺面的外露螺釘和蝶形螺母；手柄支架底部設凸臺并壓鉚螺釘，頂部預留手柄安裝螺紋孔；止轉板預留凹槽，與手柄支架配合；止轉板為整體長方體造型，外露邊導圓。

3.根據權利要求1所述的在軌訓練系統，其特征在于，該在軌訓練系統允許參訓人員自行設置在軌訓練初始條件，并可正常初始條件范圍內隨機設定；初始條件一般包含初始相對位置、相對速度、相對姿態。

4.根據權利要求3所述的在軌訓練系統，其特征在于，為了適應方便訓練的初始條件設置，對設置的初始條件進行解析和轉換，處理為動力學模型和控制模型能夠直接處理的輸入條件。

5.根據權利要求1所述的在軌訓練系統，其特征在于，交會對接在軌訓練軟件模塊包括用戶注冊登錄模塊、訓練場景配置模塊、訓練過程控制模塊、手柄指令采集模塊、動力學模塊、儀表顯示模塊、數據記錄及回放模塊；

用戶注冊登錄模塊用于區分不同參訓人員的訓練記錄，供其創建訓練任務、訓練專項科目、管理自己訓練數據、回放自己訓練數據、修改密碼；

訓練場景配置模塊用于創建訓練場景；

訓練過程控制模塊用于控制當前訓練任務的運行狀態、暫停狀態和停止狀態；

手柄指令采集模塊用于將手柄采集盒反饋的手柄電壓信號傳輸給動力學模塊；

動力學模塊，用于進行控制器仿真和動力學仿真，真實反應追蹤器對手柄的響應、追蹤器姿軌控分系統控制策略，以及真實反應航天器的運動學和動力學模型；

儀表顯示模塊，用于手控指令發送管理、姿態矢量圖顯示、遙操作攝像機圖像顯示；

數據記錄及回放模塊用于管理訓練數據，訓練數據可導出用于回放，訓練軟件也可直接進行回放。

6.根據權利要求5所述的在軌訓練系統，其特征在于，訓練場景配置模塊根據難易程度設置不同的初始條件，包含相對位置、相對速度、相對姿態、延遲時間、光照條件，能夠根據訓練目的挑選和填加。

7.根據權利要求5所述的在軌訓練系統，其特征在于，為了適應方便訓練的初始條件設置，交會對接在軌訓練軟件模塊能夠對參訓人員的初始條件設置進行解析和轉換，處理為動力學模型和控制模型能夠直接處理的輸入條件；包括：

根據相對姿態，計算追蹤器本體相對目標器本體的相對姿態轉換陣；

根據目標器軌道六要素、目標器軌道系姿態，計算目標器的慣性系姿態和姿態矩陣；

將目標器軌道要素轉化為慣性系位置和速度；

依據相對姿態、目標器的慣性系姿態和姿態矩陣，求得追蹤器慣性系姿態；

依據相對姿態、對接口系相對距離、對接口系相對速度求解慣性系下的相對距離和相對速度；

依據目標器慣性位置、慣性系下的相對距離和相對速度，求解得出追蹤器的慣性系位置速度；

依據追蹤器的慣性系位置速度求解得出追蹤器的軌道六要素；

依據追蹤器的慣性系姿態矩陣，求解得出追蹤器的軌道系姿態。

8.根據權利要求5所述的在軌訓練系統，其特征在于，訓練場景配置模塊中，預設典型目標器構型，即后向、徑向、四象限、二象限對接口按照目標器構型規律組合配置好了不同構型，供參訓人員選??；參訓人員還按照預定規則，為目標器每一個對接口設置?？康暮教炱?。