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公开(公告)号：CN117008460A
公开(公告)日：2023-11-07
申请号：CN202310762776.6
申请日：2023-06-26
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G05B9/02
Abstract: 一种基于正常和故障一体化设计的饱和系统自主重构方法，首先，建立航天器控制系统的状态空间模型并设计状态反馈控制律；然后，通过将饱和反馈控制律置于一组辅助非饱和线性控制律的凸包中，线性化执行器饱和的非线性影响；其次，建立故障和故障系统参数之间的映射关系，推导系统可重构性充分条件并计算系统在不同模式下的可重构度大小；接着，基于正常模式与故障模式一体化设计，对系统部件个数、安装构型等资源配置参数以及控制算法进行优化，获得可兼顾标称性能和可重构度的资源配置方案和控制方案。本发明首次在可重构性研究中考虑了执行器饱和，给出了包和系统可重构性判定条件，并量化了可重构度大小。
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公开(公告)号：CN116992202A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202310778585.9
申请日：2023-06-28
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
Abstract: 本发明公开了一种航天器可诊断性的表征、判定和量化方法，包括：利用航天器控制器数据和传感器数据构建可诊断性评价数据矩阵；对可诊断性评价数据矩阵进行融合得到融合矩阵；对融合矩阵进行正交三角分解得到数据特征矩阵；对数据特征矩阵进行奇异值分解得到过程矩阵；根据过程矩阵得到可诊断性评价参数矩阵；根据数据特征矩阵和可诊断性评价参数矩阵得到可诊断性评价方差矩阵；对可诊断性评价方差矩阵行丘拉斯基分解得到可诊断性评价特征矩阵；根据可诊断性评价参数矩阵和可诊断性评价特征矩阵得到航天器可诊断性量化指标；基于航天器可诊断性量化指标，判断航天器诊断能力的有无以及诊断能力的大小。本发明确保了航天器能够长期安全可靠运行。
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公开(公告)号：CN116956458A
公开(公告)日：2023-10-27
申请号：CN202310761247.4
申请日：2023-06-26
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/02
Abstract: 一种航天器可重构性的表征、判定和量化方法，首先，对航天器故障模式集和资源配置包络进行了分析，建立了系统状态方程；然后，对重构目标进行了逐层分解，给出了统一框架下重构目标的数学表达；在此基础之上，建立了资源配置到重构目标的映射关系，得到了反映该映射关系的可重构性矩阵，实现了系统重构能力的数学表征；基于可重构性矩阵的行列式分析，确定了资源配置到重构目标映射关系的连通性，实现了系统重构能力的准确判定；基于可重构性矩阵的最小特征值分析，衡量了将资源配置映射到重构目标的难易程度，进而建立了可重构度指标体系，实现了系统重构能力的完备量化，为空间飞行器实现自主重构提供定量依据。
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公开(公告)号：CN116882800A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310669867.5
申请日：2023-06-07
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
Abstract: 一种航天器自主导航系统可观测度指标体系构建方法，包括：建立航天器自主导航系统的动力学模型及观测模型；给出Lie导数计算规则；基于相对阶分析出影响系统可观测度的Lie导数最高阶次；计算从零阶至最高阶次的Lie导数；构成可观测性矩阵；基于可观测性矩阵得到反映系统是否完全可观测的完备性指标、反映系统在当前状态观测能力强弱的准确率指标、反映系统收敛速度的收敛率指标；形成航天器自主导航系统可观测度指标体系，并给出综合度量系统观测能力的量化指标表达式。本发明指标体系构建方法包括了反映观测能力的完备性指标、准确率指标和收敛率指标，在多维度上实现了系统观测能力解析量化评估，适合在计算资源严重受限的航天器上进行。
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公开(公告)号：CN116880171A
公开(公告)日：2023-10-13
申请号：CN202310780419.2
申请日：2023-06-28
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种航天器轻量化自主故障诊断方法，其中，该方法包括：建立航天器控制系统的状态方程；构建信息优选模型；根据信息优选模型构建优选等价空间模型；根据优选等价空间模型构建动态特征方程；根据故障时序、故障模式总数、用信息数量和动态特征方程，得到最优信息优选模型；根据最优信息优选模型得到航天器的轻量化故障诊断残差；根据航天器的轻量化故障诊断残差得到轻量化故障诊断残差的参数矩阵；根据轻量化故障诊断残差的参数矩阵得到轻量化故障诊断评价函数；根据轻量化故障诊断评价函数构建诊断阈值，根据诊断阈值判断航天器是否故障。本发明降低了器载计算机所需处理的信息维数，实现了航天器的自主故障诊断。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116817898A
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202310638652.7
申请日：2023-05-31
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G01C21/16 , G06F30/20 , G06F18/213 , G01C11/00 , G06F111/08
Abstract: 本发明涉及自主光学导航的一种软着陆图像序列间隔优化方法，属于航天器导航制导控制技术领域；建立未知环境中视觉辅助惯性导航系统状态方程；从视场中选择陆标；基于视觉辅助惯性导航系统状态方程建立卡尔曼滤波器；观测陆标，并将观测目标作为卡尔曼滤波器的输入，获得各状态变量的最优估计；将各状态变量的最优估计作为深度估计模型的输入，获得观测图像序列间隔及下一观测时刻；在下一观测时刻，重新观测陆标并结合视觉辅助惯性导航系统状态方程进行卡尔曼滤波处理，获得下一时刻各状态变量的最优估计；本发明可以自适应地调节观测间隔时间，使着陆器在对导航精度提升能力最强，能有效减少不必要的观测，大幅降低图像处理带来的计算负担。
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公开(公告)号：CN114659526A
公开(公告)日：2022-06-24
申请号：CN202210128975.7
申请日：2022-02-11
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
Abstract: 本发明涉及基于序列图像状态表达的航天器自主导航鲁棒滤波算法，属于自主导航技术领域；步骤一、构建空间非合作目标自主相对导航系统状态方程；步骤二、构建单目相机序列图像测量方程；步骤三、构建基于序列图像的状态表达模型，进而利用三角函数公式将测量值和测量误差值分离并根据测量误差分布获得测量噪声期望矩阵εk；步骤四、获得k时刻一步状态预测值和k时刻一步预测协方差矩阵Pk|k‑1；步骤五、计算得到状态估计的最优增益Kk；步骤六、计算得到k时刻的状态估计值xk|k和状态估计协方差矩阵Pk|k；本发明可以提高对系统状态初值不准确的抗干扰性，从而获得更高精度的状态估计结果。
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公开(公告)号：CN114577222A
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202210126162.4
申请日：2022-02-10
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
Abstract: 一种基于自主导航系统误差有限扩维的状态空间重构方法，首先根据成像原理对光学相机的安装误差与像面平移进行建模，在利用光学相机安装误差与像面平移模型，通过正交投影方法对光学相机系统误差进行降维表征并分析系统误差可估计条件，根据光学相机系统误差统一降维表征模型进行状态空间重构，并分析系统可观测性，最后根据可观测性分析结果给出满足系统可观测性的观测策略并给出滤波方法。
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公开(公告)号：CN114577208A
公开(公告)日：2022-06-03
申请号：CN202210107583.2
申请日：2022-01-28
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
Abstract: 本发明公开了一种基于旋转参考坐标系的导航系统误差统一建模方法，所述方法包括如下步骤：(1)利用等效旋转矢量表示相机的安装误差；(2)根据相机测量原理得到相机像面平移误差；(3)利用旋转参考坐标系将相机像面平移误差转化为等效旋转矢量形式的相机像面平移误差；(4)根据等效旋转矢量形式的相机像面平移误差和相机的安装误差得到统一建模后的系统误差。本发明克服现有方法无法同时满足估计星载光学相机安装误差与像面平移的要求，降低系统误差维数，利用旋转参考坐标系对星载光学相机系统误差进行统一降维表征，实现航天器自主导航系统误差的统一建模。
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公开(公告)号：CN108897023B
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN201810384319.7
申请日：2018-04-26
Applicant: 北京空间飞行器总体设计部
IPC: G01S19/42
Abstract: 本发明提供了一种星上自主的非合作机动目标跟踪保持变轨方法，利用经典的C‑W方程作为相对运动模型，将追踪航天器和空间非合作机动目标之间的相对运动关系进行线性化处理，简化计算量，在星上硬件设备能力有限的前提下，实现星上自主计算。同时在跟踪保持变轨策略设计时充分考虑追踪航天器的能力约束，引入追踪航天器推力器的最大点火时间约束、两次点火间的最短时间间隔约束，实现追踪航天器在工程约束下的对空间非合作机动目标跟踪保持变轨策略的设计方法。
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