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公开(公告)号：CN113131815A
公开(公告)日：2021-07-16
申请号：CN202110403660.4
申请日：2021-04-15
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种面向空间灵巧载荷电动执行器的高带宽控制方法，特别涉及一种面向空间探测机器人的高带宽电动执行器的控制算法设计，属于机电伺服与控制领域。本发明首先建立永磁同步电机的电压方程，并推导得到电机q轴电压方程；将q轴电压方程中的扰动项以及由电机参数引起的变化看作总扰动，利用扩张状态观测器进行观测，并在线性状态误差反馈控制律中进行补偿，以消除扰动。在外环使用PD控制器完成位置与速度控制，最后实现了执行器的力矩、速度与位置控制，并确保了执行器的控制带宽达到4KHz以上。
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公开(公告)号：CN118534930A
公开(公告)日：2024-08-23
申请号：CN202410414190.5
申请日：2024-04-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/495 , G06N3/0455 , G06N3/08 , G05D101/15 , G05D109/20
Abstract: 本发明公开的基于改进Transformer的卫星相对位姿预测方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：通过建立描述服务航天器执行机构与目标航天器上目标点姿轨耦合相对运动的非质心间相对运动方程组；通过收集考虑不同初始相对位置相对姿态的相对姿轨信息序列并进行分层处理以建立针对相对运动姿轨信息预测改进Transformer网络模型不同子网络的训练集；通过建立相对运动姿轨信息预测改进Transformer网络模型；训练相对运动姿轨信息预测改进Transformer网络模型；使用相对运动姿轨信息预测改进Transformer网络模型，进行服务航天器与目标点的姿轨耦合相对运动预测。本发明具有高时效性，高准确性，低计算量的优点。
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公开(公告)号：CN115959308B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202310048139.2
申请日：2023-01-31
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种低成本电驱动的电动力绳释放装置及离轨实验装置，属于航天器离轨技术领域。所述一种低成本电驱动的电动力绳释放装置，通过控制系统对电机进行位置控制，进而使电机推动推杆，使推杆上的轴承与顶盖齿条交错，解除对弹簧的限位，完成弹簧能量的释放。该释放装置通过电机控制的电子同步与同步杆的机械同步相配合，实现释放的高同步性和高可靠性，同时还具有成本低、可重复使用、重量轻、锁紧力大、不影响其他部件的优点。本发明的一种低成本电驱动的电动力绳离轨实验装置，基于所述一种基于所述低成本电驱动的电动力绳释放装置实现，能够用于地面实验以及离轨原理性实验，验证电动力绳的弹射释放和基于电动力绳的离轨方法的可行性。
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公开(公告)号：CN116954244A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310887474.1
申请日：2023-07-19
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开的一种空间机器人步态规划与飞行相姿态控制方法，属于飞行器制导、导航和控制领域。本发明实现方法为：针对空间机器人的带有长飞行相的三种步态，使用占空比和偏移量描述其运动矩阵；在此基础上，建立空间机器人的标准姿态动力学模型并进行简化；为获得姿态动力学简化模型中的虚拟姿态控制力矩，设计空间机器人的姿态控制器，姿态控制器由线性扩张状态观测器和线性状态误差反馈律两部分组成；设计空间机器人的操纵律；将步态设计、姿态动力学模型、姿态控制器、机器人操纵律联合形成空间机器人姿态动力学与控制系统，完成空间机器人步态规划与飞行相姿态控制，使得空间机器人在低重力环境下，具有更高的运动效率和稳定性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115384652A
公开(公告)日：2022-11-25
申请号：CN202210992132.1
申请日：2022-08-17
Applicant: 北京理工大学
IPC: B62D57/028
Abstract: 本发明公开一种模块化可变构型的足轮式机器人，属于空间操作领域。本发明的一种模块化可变构型的足轮式机器人，以双足轮式机器人为单体模块，单体模块能够独立运动，也能够任意拼接成不同构型的多足轮式机器人，每个单体模块同时携带不同的载荷，各个单体模块载荷之间协同工作，实现四足、六足、八足等多足轮式运动，解决现有足轮式机器人构型单一，运动方式单一，不能满足多样化任务需求的问题。
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公开(公告)号：CN112464452B
公开(公告)日：2022-07-01
申请号：CN202011283042.2
申请日：2020-11-16
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , B64G4/00 , B64G1/66 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的考虑姿轨耦合的空间碎片双系绳拖曳系统最优离轨方法，属于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域。本发明将空间碎片绳系拖曳系统中的拖船等效为质点，碎片等效为刚体，连接拖船和碎片的两系绳等效为不可压缩的弹簧阻尼模型，其中两系绳能够连接在碎片任意位置；基于第二类拉格朗日方法建立绳系拖曳系统的二维姿轨耦合动力学精确模型，通过对比可压缩弹簧阻尼系绳模型与不可压缩弹簧阻尼系绳模型拖曳离轨过程中的碎片姿态角变化，分析出碎片失稳是系绳由松弛到张紧的冲击过程造成的，基于此原因，添加使系绳时刻张紧的绳长约束条件，改进最优模型的约束条件，使得绳系拖曳系统在稳定的前提下以尽量小的燃料消耗进行离轨清除任务。
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公开(公告)号：CN113867379B
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202111169293.2
申请日：2021-10-08
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的一种棱锥型离轨帆的构形构建与姿态控制方法，属于航天器姿态动力学与控制领域。本发明实现方法为：考虑大气阻力和地球形状的环境摄动，建立基于位置矢量和四元数描述的三维轨道姿态耦合动力学模型，其中，将离轨帆视为刚体，航天器本体视为质点，迎风面积考虑气流遮挡情况，提高动力学模型精度；并基于所述模型得到不同情况下航天器姿态稳定性和离轨效率关于棱锥型离轨帆锥角和支撑杆杆长的规律，基于所述规律分析优化棱锥型离轨帆系统构形参数，得到姿态稳定性高和离轨效率高的棱锥型离轨帆；基于上述模型和选择的构形参数，设计四元数反馈重定位PID控制律，实现配置离轨帆的航天器相对于速度方向姿态稳定，提高离轨效率。
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公开(公告)号：CN112464452A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011283042.2
申请日：2020-11-16
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/20 , B64G4/00 , B64G1/66 , G06F111/04 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的考虑姿轨耦合的空间碎片双系绳拖曳系统最优离轨方法，属于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域。本发明将空间碎片绳系拖曳系统中的拖船等效为质点，碎片等效为刚体，连接拖船和碎片的两系绳等效为不可压缩的弹簧阻尼模型，其中两系绳能够连接在碎片任意位置；基于第二类拉格朗日方法建立绳系拖曳系统的二维姿轨耦合动力学精确模型，通过对比可压缩弹簧阻尼系绳模型与不可压缩弹簧阻尼系绳模型拖曳离轨过程中的碎片姿态角变化，分析出碎片失稳是系绳由松弛到张紧的冲击过程造成的，基于此原因，添加使系绳时刻张紧的绳长约束条件，改进最优模型的约束条件，使得绳系拖曳系统在稳定的前提下以尽量小的燃料消耗进行离轨清除任务。
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公开(公告)号：CN109799835B
公开(公告)日：2020-10-09
申请号：CN201910042232.6
申请日：2019-01-17
Applicant: 北京理工大学
IPC: G05D1/08
Abstract: 本发明公开的一种空间碎片的绳系拖曳最优离轨方法，属于航天器姿态和轨道动力学与控制领域。本发明实现方法为：通过拉格朗日方法建立绳系拖曳系统的轨道平面内姿轨耦合动力学模型；采用轨道转移优化求解方法求解转移轨道最优燃料问题，在保证绳系拖曳系统大范围最优轨道转移的同时，使绳系拖曳系统的姿态保持稳定。在绳系拖曳末时刻对碎片实施甩摆释放控制，使碎片获取最大初速度，飞向更远轨道，在减少碎片移除过程的燃料消耗的同时完成碎片移除任务。本发明能够在保证绳系拖曳系统大范围最优轨道转移的同时，使绳系拖曳系统的姿态保持稳定，平稳地将空间碎片进行移除，此外末时刻甩摆控制使碎片飞向更远轨道，同时减少碎片移除过程的燃料消耗。
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