一种利用二阶卡尔曼滤波算法估计卫星姿态控制系统执行机构加性故障大小的方法

    公开(公告)号:CN103309348B

    公开(公告)日:2015-04-29

    申请号:CN201310268646.3

    申请日:2013-06-28

    Abstract: 一种利用二阶卡尔曼滤波算法估计卫星姿态控制系统执行机构加性故障大小的方法,它涉及利用二阶卡尔曼滤波算法估计卫星姿态控制系统执行机构加性故障大小的方法,本发明是要解决现有的卫星姿态控制系统中采用卡尔曼滤波算法建模不能真实地反映飞轮产生的故障大小的问题。本发明方法通过如下步骤来实现:一、根据动力学方程和运动学方程建立离散的控制系统模型;二、对离散的控制系统模型中的噪声向量wk和vk在实际运行过程中进行标定;三、建立含有执行机构加性故障的离散控制系统数学模型;四、测出执行机构输出力矩中的白噪声向量五、利用二阶卡尔曼滤波算法估计执行机构加性故障的大小。本发明可用于航天器姿态控制领域。

    一种基于改进的自适应平方根UKF算法的卫星姿态确定方法

    公开(公告)号:CN103940433A

    公开(公告)日:2014-07-23

    申请号:CN201410198696.3

    申请日:2014-05-12

    CPC classification number: G01C21/24

    Abstract: 一种基于改进的自适应平方根UKF算法的卫星姿态确定方法,属于卫星姿态确定技术领域。本发明解决了在卫星姿态确定系统受到不确定性干扰和噪声的影响时,由于现有的EKF,UKF和SRUKF算法数值计算的舍入误差太大所引起的卫星姿态确定系统的不稳定以及对卫星姿态估计的精度低和卫星实际状态跟踪能力弱等问题。该卫星姿态确定方法的主要实现过程为:利用改进的自适应平方根UKF估计误差四元数和陀螺漂移误差;利用陀螺测量值和估计出来的陀螺漂移误差代入姿态运动学方程计算姿态四元数;利用估计出的误差四元数对解算出的姿态四元数进行修正;利用修正的姿态四元数进行姿态解算,确定卫星的姿态。本发明适用于卫星姿态确定技术领域。

    单轴快速机动航天器飞轮构型的优化方法

    公开(公告)号:CN102616386B

    公开(公告)日:2014-04-02

    申请号:CN201210087918.5

    申请日:2012-03-29

    Inventor: 侯志立 耿云海

    Abstract: 单轴快速机动航天器飞轮构型的优化方法,它涉及航天器飞轮构型及所述飞轮构型的优化方法。它是为了解决快速机动航天器飞轮能力利用不充分的问题。构型:该构型中包括有五个飞轮,其中一个飞轮的轴线与机动轴的轴线相重合,另四个飞轮为斜装飞轮;相邻两个斜装飞轮的转轴在航天器非机动平面上的投影的夹角为90°,位于所述航天器非机动平面上的每个斜装飞轮的投影与航天器俯仰轴的夹角和航天器偏航轴的夹角均为45°。优化:安装角为优化量写出飞轮的安装矩阵;以飞轮系统的功耗为指标求出飞轮的分配矩阵。确定非机动轴所需的最大力矩,最终求得机动轴力矩最优的安装角并进行调整实现优化。本发明适用于航天器飞轮构型及其优化。

    一种星上商用器件冗余网络设计电路

    公开(公告)号:CN102176202B

    公开(公告)日:2013-12-25

    申请号:CN201010611942.5

    申请日:2010-12-29

    Abstract: 本发明公开一种星上商用器件冗余网络设计电路,其包括:多个商用器件,所述的多个商用器件通过数据总线互联,实现多个功能,并且任一功能都至少由两个商用器件完成;多个稳压模块,每一稳压模块分别连接一所述商用器件;一仲裁控制电路,其分别连接多个稳压模块及多个商用器件,通过采集所述商业器件的状态信息,控制所述稳压模块的使能端,使所述稳压模块为所述商用器件提供稳定的电源。本发明实现了星上商用器件的网络化设计、结构简单,能够提高采用商用器件的卫星系统的可靠性、降低卫星设计对商用器件的性能要求,满足卫星系统设计与研制的使用要求。

    一种星敏感器六自由度像平面误差的在轨标定方法

    公开(公告)号:CN103438907A

    公开(公告)日:2013-12-11

    申请号:CN201310412842.3

    申请日:2013-09-11

    Abstract: 一种星敏感器六自由度像平面误差的在轨标定方法,它涉及一种星敏感器六自由度像平面误差的在轨标定方法,本发明是要解决现有星敏感器由于像平面误差引起卫星姿态确定产生较大误差的问题。本发明方法通过如下步骤来实现:星敏感器对目标恒星成像;引入六自由度像平面误差模型中的误差系数及误差校正公式;将误差校正后的目标恒星的成像点坐标转化为目标恒星在星敏感器坐标系下的单位方向矢量;得到目标恒星在惯性系下的单位方向矢量;计算num颗目标恒星相互之间的星角距及其对星敏感器六自由度像平面误差系数的导数,得到中间计算矩阵;对估计误差方差矩阵进行迭代计算得到真实的星敏感器六自由度像平面误差系数。本发明用于卫星姿态确定技术领域。

    一种利用零运动避免单框架控制力矩陀螺群框架轴转速死区的方法

    公开(公告)号:CN103235515A

    公开(公告)日:2013-08-07

    申请号:CN201310148114.6

    申请日:2013-04-25

    Abstract: 一种利用零运动避免单框架控制力矩陀螺群框架轴转速死区的方法,本发明涉及航天器姿态控制技术领域。本发明是要解决由SGCMG框架轴的最小转速引起的力矩输出误差大、控制精度低的问题。步骤一、产生指令力矩Tc所需要的SGCMGs框架轴转速与零运动的表达式;步骤二、利用奇异值分解方法求取零空间的基底;步骤三、选取优化指标H;步骤四、令H取极小值,求取零空间基底坐标组成的列阵a的单位方向步骤五、求取基底坐标组成的列阵a的幅值a;步骤六、构造零空间基底坐标组成的列阵a的翻转策略;步骤七、根据已经求出的坐标值a与步骤六构造的a的翻转策略求出SGCMGs的零运动本发明应用于航天器姿态控制技术领域。

    一种利用卫星滚动轴快速姿态机动卸载滚动轴与偏航轴角动量的方法

    公开(公告)号:CN103213691A

    公开(公告)日:2013-07-24

    申请号:CN201310156932.0

    申请日:2013-04-28

    Abstract: 一种利用卫星滚动轴快速姿态机动卸载滚动轴与偏航轴角动量的方法,属于航天其姿态控制技术领域,解决现有卸载卫星的动量交换执行机构吸收的角动量需要在卫星上额外安装卸载装置,造成卫星造价提高,增加卫星体积与重量的问题。定义卫星的本体系和惯性坐标系并确定初始卸载时刻;通过确定卫星所受到的重力梯度力矩、重力梯度力矩在每个轨道周期内积累的角动量矢量、所有动量交换执行机构在滚动轴需要卸载的角动量与偏航轴需要卸载的角动量大小、卫星卸载的轨道圈数与卫星卸载过程的机动角度、卫星滚动轴机动角度所用时间进行卸载。本发明可广泛应用于执行机构积累的角动量卸载需求。

    基于微分修正的深空探测器的轨道设计方法

    公开(公告)号:CN103198187A

    公开(公告)日:2013-07-10

    申请号:CN201310112861.4

    申请日:2013-04-02

    Abstract: 基于微分修正的深空探测器的轨道设计方法,涉及深空探测器轨道设计领域,具体涉及基于微分修正的深空探测器的精确轨道设计方法。主要步骤:通过遗传算法或Pork Chop Plots法确定的深空探测器的轨道参数计算初值;根据控制参数为初值在精确动力学模型下进行轨道数值积分运算,求得终端参数值;计算得到的参数值与标准参数进行比较,获得参数偏差量,从而求得新的控制参数;利用新的控制参数重新对动力学模型进行轨道积分运算,得到新的终端参数值偏差;重复上述过程,直到终端参数满足精度要求。本发明将将偏导数矩阵分解成三部分,并给出了具体表达形式,计算得到新的轨道参数精度满足任务要求,本发明的偏导数矩阵适用于导航计算和误差分析等不同的需求。

    反作用飞轮输出力矩测量电路及其测量方法

    公开(公告)号:CN102288340B

    公开(公告)日:2013-01-16

    申请号:CN201110120115.0

    申请日:2011-05-10

    Abstract: 反作用飞轮输出力矩测量电路及其测量方法。它涉及反作用飞轮输出力矩测量领域,它解决了动力学模型计算过程中反作用飞轮输出力矩测量的问题,它的微处理器连通信接口、计数器和整型模块,并采集飞轮转速方向信号和50ms脉冲信号,整型模块采集飞轮转速脉冲信号,计数器还连晶振,通信接口输出动力学计算模块的信号,方法如下:微处理器初始化,计数器初始化,50ms脉冲中断优于飞轮转速脉冲中断;50ms脉冲中断:记录T50,设置flag=1,退出中断;飞轮转速脉冲中断:一、count值加1,若flag=1,则进行二,否退出中断;二、读取Tflag,计算当前计算周期内的反作用飞轮转速,三、计算力矩,四、将力矩发送给动力学模型,退出中断。它应用卫星姿态控制系统动态测试。

    卫星姿态与轨道控制分系统闭环测试通用模拟器及其方法

    公开(公告)号:CN102540908A

    公开(公告)日:2012-07-04

    申请号:CN201210038211.5

    申请日:2012-02-20

    Abstract: 本发明公开一种卫星姿态与轨道控制分系统闭环测试通用模拟器及其方法,包括配置管理模块、接口驱动模块、接口控制模块、功能模拟模块、故障模拟模块;配置管理模块,用于配置、管理其他四个模块;配置管理模块的第五输入输出口为通用模拟器管理配置口,用于接收外部配置指令和数据;接口驱动模块的第三输入输出口,为对外应用接口;接口驱动模块,用于对接口控制模块所设置的对外应用接口的电信号进行驱动;接口控制模块,用于控制对外应用接口的形式;功能模拟模块,用于模拟相应的星上设备的正常功能;故障模拟模块,用于模拟星上设备的故障。本发明对各个模拟器采用统一的电路结构,利于系统维护与升级、扩展。

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