一种基于神经网络的卫星东西位保协态初值估计方法

    公开(公告)号:CN114967453B

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202210587606.4

    申请日:2022-05-25

    Abstract: 本发明公开的一种基于神经网络的卫星东西位保协态初值估计方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立轨道运动模型、地影约束模型,并分别建立时间和燃料最优位置保持问题模型;多次求解最优问题获得东西位置保持燃料最优解并构建数据集;设计转移时间预测模块结构并训练子网络,解决转移时间难以获得的问题;设计地影预测模块并训练子网络解决地影判断困难的问题;设计协态初值预测模块结构并训练子网络解决协态初值优化困难的问题;在此基础上,构建三相DNN,用以获得转移时间与协态初值估计,使得打靶法能够快速收敛,提高东西位保问题在轨求解效率,解决协态初值敏感问题,实现卫星在轨东西位保协态初值实时估计,进而减小地面站压力并增强卫星自主性。

    一种空间碎片环境平均演化预测及星座影响分析方法

    公开(公告)号:CN114861570B

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202210639848.3

    申请日:2022-05-30

    Abstract: 本发明公开的一种空间碎片环境平均演化预测方法,属于航空航天领域。本发明对空间碎片环境进行分层离散化,选取宏观量分组描述碎片的演化状态;建立碰撞、爆炸解体模型;结合空间碎片环境宏观描述、碰撞、爆炸解体模型,分析宏观状态下的空间碎片受到的环境摄动力,考虑大气阻力和碎片间相互碰撞的平均等效效应、初始碎片轨道偏心率、碰撞解体产生的碎片轨道偏心率、爆炸解体产生的碎片轨道偏心率影响,采用连续性方程对空间碎片密度演化进行建模,在建立空间碎片演化预测模型时加入发射模块和离轨模块,使建立的空间碎片演化预测模型在保证演化预测精度的同时提高演化预测效率。本发明还公开一种星座对空间碎片环境演化作用分析方法。

    一种基于神经网络的卫星东西位保协态初值估计方法

    公开(公告)号:CN114967453A

    公开(公告)日:2022-08-30

    申请号:CN202210587606.4

    申请日:2022-05-25

    Abstract: 本发明公开的一种基于神经网络的卫星东西位保协态初值估计方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立轨道运动模型、地影约束模型,并分别建立时间和燃料最优位置保持问题模型;多次求解最优问题获得东西位置保持燃料最优解并构建数据集;设计转移时间预测模块结构并训练子网络,解决转移时间难以获得的问题;设计地影预测模块并训练子网络解决地影判断困难的问题;设计协态初值预测模块结构并训练子网络解决协态初值优化困难的问题;在此基础上,构建三相DNN,用以获得转移时间与协态初值估计,使得打靶法能够快速收敛,提高东西位保问题在轨求解效率,解决协态初值敏感问题,实现卫星在轨东西位保协态初值实时估计,进而减小地面站压力并增强卫星自主性。

    一种面向空间灵巧载荷电动执行器的高带宽控制方法

    公开(公告)号:CN113131815B

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202110403660.4

    申请日:2021-04-15

    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。

    一种兼顾燃料消耗与观测效果的卫星快速绕飞轨道优化方法

    公开(公告)号:CN117034609A

    公开(公告)日:2023-11-10

    申请号:CN202310997239.X

    申请日:2023-08-09

    Abstract: 本发明公开的一种兼顾燃料消耗与观测效果的卫星快速绕飞轨道优化方法,属于航空航天技术领域。本发明实现方法为:建立描述近圆轨道卫星相对运动动力学模型,求解得到相对运动漂移轨道的中心对称性与相对运动轨迹的位置速度曲率特性;在位置速度曲率特性基础上,构建描述参数代替位置坐标来描述绕飞轨道;在相对运动漂移轨道中心对称性的基础上提出值筛选方法作为优化范围缩小方法,对绕飞轨道脉冲优化范围进行缩小以加快优化速度;根据描述参数构建脉冲优化的目标函数,利用所提优化范围缩小方法对优化范围进行缩小以加快优化速度;通过在优化范围内遍历搜索最优的描述参数组合,获得最优脉冲;通过优化每次脉冲实现快速绕飞轨道的快速搜索优化。

    一种电动力绳离轨装置的高效动力学建模方法

    公开(公告)号:CN113935176B

    公开(公告)日:2022-05-10

    申请号:CN202111224605.5

    申请日:2021-10-19

    Abstract: 本发明公开的一种电动力绳的高精高效动力学建模方法,属于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域。本发明实现方法为:在电动力绳系统中,将主星和子星视为质点,将导电系绳离散成多根刚性杆单元,即采用多根刚性杆铰接的离散体模型;通过结合Kane方程和多体动力学递推算法建立考虑多物理场耦合作用的离散电动力绳模型,利用递推算法计算复杂度与电动力绳系统自由度成线性关系的特点,在保证精度不变的前提下,尽量减少离散电动力绳模型中离散单元增加导致的数值仿真计算量增大的问题,实现电动力绳高精度高效率的动力学建模。本发明应用于航天器轨道与姿态的动力学与控制领域,能够解决航天器轨道与姿态相关工程技术问题。

    一种刚柔可变机构对空间目标的抵近接触方法

    公开(公告)号:CN112904875B

    公开(公告)日:2022-04-12

    申请号:CN202110022901.0

    申请日:2021-01-08

    Abstract: 本发明涉及一种刚柔可变机构对空间目标的抵近接触方法,涉及避障路径规划、刚柔可变机构的动力学建模及控制,属于航天器动力学与控制领域。本发明首先弹射释放低刚度模式下的百米量级机械臂,对目标进行快速抵近,并在抵近过程中对末端执行器进行避障路径规划。当末端执行器抵近至非合作目标附近后,开展高抗扰性的接触任务,通过调整机械臂关节刚度,来减小机械臂与碎片碰撞时所产生的干扰力矩,并在碰撞结束后恢复至较大的关节刚度。该方法结合了机械臂与空间绳系捕获清除方法的优势,具有可操作范围广、路径规划实时性高、接触过程抗扰动强的优点,为后续开展高精度、可靠抓捕提供有利条件。

    一种刚柔可变机构对空间目标的抵近接触方法

    公开(公告)号:CN112904875A

    公开(公告)日:2021-06-04

    申请号:CN202110022901.0

    申请日:2021-01-08

    Abstract: 本发明涉及一种刚柔可变机构对空间目标的抵近接触方法,涉及避障路径规划、刚柔可变机构的动力学建模及控制,属于航天器动力学与控制领域。本发明首先弹射释放低刚度模式下的百米量级机械臂,对目标进行快速抵近,并在抵近过程中对末端执行器进行避障路径规划。当末端执行器抵近至非合作目标附近后,开展高抗扰性的接触任务,通过调整机械臂关节刚度,来减小机械臂与碎片碰撞时所产生的干扰力矩,并在碰撞结束后恢复至较大的关节刚度。该方法结合了机械臂与空间绳系捕获清除方法的优势,具有可操作范围广、路径规划实时性高、接触过程抗扰动强的优点,为后续开展高精度、可靠抓捕提供有利条件。

    基于改进Transformer的卫星相对位姿预测方法

    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

    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。

    一种空间机器人步态规划与飞行相姿态控制方法

    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

    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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