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公开(公告)号：CN108762285B
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN201810513680.5
申请日：2018-05-25
申请人： 北京控制工程研究所
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 一种航天器多级复合控制的目标姿态协同规划方法及系统，所设计的航天器多级复合控制系统包括星体一级控制系统和载荷二级控制系统。在航天器大角度敏捷机动过程中要求载荷和星体跟踪同一目标姿态。由于星体控制周期不同，需要在星体平台目标姿态已知的情况下，采用插值方法计算出载荷控制周期Δt2时间内的目标姿态。首先由星体姿态规划算法计算出下一个控制周期Δt1内的目标姿态θbr。然后，载荷在已知Δt1时间内的目标姿态θbr，采用牛顿插值方法计算出每一个Δt2时间内载荷的目标姿态θpr。在星体和载荷每个时间点目标姿态都已知的情况下，航天器多级复合控制系统采用星体和载荷两级PID控制器进行姿态控制，实现航天器光学载荷高稳定控制。
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公开(公告)号：CN108803307B
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN201810514494.3
申请日：2018-05-25
申请人： 北京控制工程研究所
摘要： 一种主动指向超静平台自主故障诊断与容错控制方法及系统，所设计的故障诊断与容错控制方法适用于主动指向超静平台这类高度耦合的复杂多输入多输出系统。首先，建立了主动指向超静平台动力学模型，并设计了载荷指向控制解耦模型和解耦矩阵。通过解耦矩阵实现主动指向超静平台由复杂多输入多输出系统转换为多个相对简单的单输入单输出系统，简化载荷控制器的设计。然后，针对单个作动器故障的载荷容错控制问题，通过建立新解耦矩阵实现载荷指向控制重构，并给出了基于解耦矩阵条件数最小的冗余自由度选择方法。数学仿真结果表明：基于冗余自由度最优选择的主动指向容错控制方法能够最大限度地减少作动器故障对主动指向超静平台载荷指向控制效果的影响。
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公开(公告)号：CN108762073B
公开(公告)日：2021-07-13
申请号：CN201810501561.8
申请日：2018-05-23
申请人： 北京控制工程研究所
摘要： 一种主动指向超静平台操纵律设计方法，首先确定主动指向超静平台结构形式、构型参数以及智能挠性作动器的数目，计算主动指向超静平台转换到各个智能挠性作动器伸缩量的雅克比变换矩阵，然后计算主动指向超静平台操纵律，最后将主动指向超静平台操纵律变为各个智能挠性作动器的控制力并输出，实现主动指向超静平台对载荷的主动隔振和精确指向调节。
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公开(公告)号：CN112100733A
公开(公告)日：2020-12-18
申请号：CN202010718004.9
申请日：2020-07-23
申请人： 北京控制工程研究所
IPC分类号： G06F30/15 , G06F30/23 , G06F119/14
摘要： 本发明一种基于三超控制的主被一体挠性作动器挠性环节与作动单元一体化应力均衡方法，适用于天文观测、高分辨率对地观测等具有载荷超高精度、超高稳定度、超敏捷控制需求的领域。本发明针对具有多级协同控制的航天器，提出了一种膜簧、柔性铰与作动单元并联一体控制结构设计方法，具有振动隔离、扰振抑制和精确指向调节的功能，实现主被一体挠性作动器过发射主动段抗力学环境的分析与应力优化设计，提升作动器过发射主动段的可靠性，可应用于主动指向超静平台设计，用于实现载荷超高精度、超高稳定度、超敏捷“三超”控制性能。
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公开(公告)号：CN112027113A
公开(公告)日：2020-12-04
申请号：CN202010718079.7
申请日：2020-07-23
申请人： 北京控制工程研究所
摘要： 本发明一种主动指向超静平台高带宽低噪声驱动控制方法，建立载荷控制的频域模型；载荷控制的频域模型中包含驱动电路的理论模型和驱动电路时间常数；通过对驱动电路进行扫频测试，获得驱动电路的实测频率特性曲线；根据载荷控制的频域模型中的驱动电路的理论模型，绘制理论模型的频率特性曲线，通过不断调整驱动电路时间常数，使得理论模型的频率特性曲线与驱动电路的实测频率特性曲线一致，得到此时对应的驱动电路时间常数，在作动器的音圈电机的控制器中设计超前校正函数G2，对驱动电路时延特性进行补偿，实现对音圈电机的高带宽低噪声控制，从而实现对主动指向超静平台高带宽低噪声控制，为航天器载荷的高精度控制提供保障。
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公开(公告)号：CN111781943A
公开(公告)日：2020-10-16
申请号：CN202010699423.2
申请日：2020-07-20
申请人： 北京控制工程研究所
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明一种航天器分布式载荷位姿三超控制方法，适用于对两个载荷间相对姿态具有超高精度、超高稳定度和超高敏捷度的大型卫星平台。与传统的PID控制算法不同，本发明结合滑模控制在滑模面上的鲁棒性特点和自适应控制能够在线估计参数的特点，提出了一种星体姿态-载荷相对姿态两级复合控制方法，其中载荷相对姿态控制器用于对载荷相对姿态的精细控制，本体姿态控制器用于实现姿态快速机动和抑制低频振动，实现对载荷相对姿态的超精超稳超敏捷(三超)控制。多级协同控制思路为：1)采用前馈+反馈控制器实现载荷相对姿态的高精度指向控制，并通过载荷惯量给出控制器参数设计方法；2)针对航天器本体设计考虑带宽约束的鲁棒自适应控制器，通过参数设计方法保证航天器本体控制器能有效与载荷控制器相匹配，实现两级复合控制。
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公开(公告)号：CN111638721A
公开(公告)日：2020-09-08
申请号：CN202010351875.1
申请日：2020-04-28
申请人： 北京控制工程研究所
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 一种航天器三超控制全链路扰动传递验证系统及验证方法，所设计的方法用于定量分析光学载荷“超高精度指向”、“超高稳定度控制”、“超敏捷控制”等三超控制技术。首先设计物理试验系统，由星体(采用三轴气浮台模拟)、主动指向超静平台、重力卸载支架、景物模拟器、平行光管等部分组成；然后依据物理模型建立结构-控制-光学分析模型，并以此进行控制器设计；最后通过实验定量分析三超控制的全链路扰动传递特性，实现扰振对三超平台观测图像质量影响的定量分析评估。
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公开(公告)号：CN111580532A
公开(公告)日：2020-08-25
申请号：CN202010351845.0
申请日：2020-04-28
申请人： 北京控制工程研究所
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 一种航天器多级系统的聚合分离三超控制方法，适用于天文观测、高分辨率对地观测等具有载荷超高精度确定需求的领域。针对具有“超高精度指向”、“超高稳定度控制”、“超敏捷控制”等三超控制性能的航天器平台进行星体-载荷-快反镜三级姿态复合控制，从星体、载荷、快反镜三级系统逐级提高姿态控制精度，为光学载荷高质量成像提供高精度姿态控制。主要思路为：当航天器作快速机动任务时，载荷不进行姿态控制，通过对超静平台作动器设置较大控制参数实现聚合控制；当航天器做被动推扫观测任务时，对载荷进行姿态控制，通过对载荷控制器设置较小控制参数实现分离控制；当航天器做主动推扫观测任务时，通过对载荷控制器设置适中控制参数实现协调控制。
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公开(公告)号：CN111547275A
公开(公告)日：2020-08-18
申请号：CN202010351841.2
申请日：2020-04-28
申请人： 北京控制工程研究所
IPC分类号： B64G1/24 , B64G1/10 , G06F30/15 , G06F30/20 , G06F119/14
摘要： 一种航天器三超控制鲁棒自适应多级协同方法，适用于天文观测等对有效载荷姿态具有超高精度、超高稳定度和超高敏捷度的大型卫星平台。与传统的PID控制算法不同，本发明结合滑模控制在滑模面上的鲁棒性特点和自适应控制能够在线估计参数的特点，进行星体-主动指向超静平台两级复合控制。多级协同控制思路为：1)在载荷和航天器本体之间安装主动指向超静平台，根据航天器本体和载荷的质量特性设计主动指向超静平台的控制参数；2)结合滑模控制和自适应控制的思想，设计考虑带宽约束的星体鲁棒自适应控制器，使得星体控制器能够与主动指向超静平台相匹配，实现对载荷的三超控制。
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公开(公告)号：CN108667206B
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201810461054.6
申请日：2018-05-15
申请人： 北京控制工程研究所
IPC分类号： H02K7/10 , H02K41/035
摘要： 一种基于分离式双膜簧的智能挠性作动器，包括：柔性铰链(2)、支杆(3)、开槽弹簧安装盖(4)等，上阻尼安装片(19)，下阻尼安装片(20)，其中音圈电机(12)包括音圈电机动子(21)和音圈电机定子(22)。安装完成后，通过大量程高精度电涡流位移传感器(17)的测量反馈和大行程快响应音圈电机(12)的控制输出，实现智能挠性作动器的振动隔离、扰振抑制和精确指向调节。本发明的智能挠性作动器采用分离式双膜簧并联结构形式，运动行程大，控制精度高，可广泛的应用于航天器超高精度、超高稳定度、超敏捷控制领域。
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