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公开(公告)号：CN117348390B
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202311237149.7
申请日：2023-09-22
申请人： 四川大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种全状态约束事件触发航天器姿态重定向控制方法，解决存在空间指向约束、角速度约束以及通信资源受限下的航天器姿态重定向控制问题，本发明相较于现有的航天器姿态重定向控制方法而言，具有如下优点：(1)、在不利用优化方法的前提下，利用非线性控制方法不仅能够满足复杂空间指向约束，还能够满足航天器的旋转角速度约束，计算效率高，计算速度快；(2)、设计了事件触发机制，使得控制信号仅在某些必要的时刻才进行更新，降低了“即插即用”航天器传感器到执行器之间的通信负担。
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公开(公告)号：CN117985246A
公开(公告)日：2024-05-07
申请号：CN202311294528.X
申请日：2023-10-07
申请人： 四川大学
IPC分类号： B64G1/24
摘要： 本发明公开了一种基于精确罚函数的预设性能姿态跟踪控制方法，采用建立刚性航天器的姿态误差模型、预设性能函数和预设性能约束；而后基于精确罚函数法，建立预设性能下的航天器姿态跟踪最优控制问题。最后采用控制参数化法求解该预设性能最优控制问题。本发明能够实现暂态性能约束，用以设定姿态误差的收敛速度；能够实现稳态性能约束，即可以设定稳态时的航天器姿态跟踪误差大小。基于精确罚函数法和控制参数化法，能够将预设性能约束的优化问题转换为一种可处理的非线性规划问题。
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公开(公告)号：CN117184452A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311294535.X
申请日：2023-10-07
申请人： 四川大学
IPC分类号： B64G1/24
摘要： 本发明公开了一种分布式无模型预设时间预设性能姿态跟踪控制方法，首先建立刚性航天器姿态模型；其次定义分布式通信方案；最后预设时间预设性能控制：首先建立预设时间预设性能函数，然后建立预设性能约束，最后建立预设性能转换函数。在本发明所设计的分布式控制方案下，每个航天器仅需获取相邻航天器的姿态信息，充分减小了通信负担；本发明控制方案是一种无模型的控制方案，无需设计补偿机制来应对姿态系统的模型不确定性。预设时间预设性能方案不仅可以保证系统暂态性能和稳态性能，而且保证系统到达稳态时间可控。
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公开(公告)号：CN117369258B
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202311223743.0
申请日：2023-09-21
申请人： 四川大学
IPC分类号： G05B13/04
摘要： 本发明公开了一种航天器固定时间预设性能姿态跟踪控制方法，包括针对航天器姿态跟踪控制问题进行建模、设定固定时间预设性能函数、设计事件触发机制、针对航天器姿态跟踪误差具有约束的控制问题，设计障碍函数、姿态虚拟控制率、角速度虚拟控制率。本发明姿态跟踪误差收敛时间、收敛精度均可以人为预设，航天器姿态跟踪误差将在人为预设的固定时间之后，收敛到人为预设的稳态精度之内，使得航天器更加灵活地进行姿态控制。考虑到“即插即用”航天器存在通信带宽受限的问题，设计具有动态阈值的事件触发机制，避免了控制信号的连续更新，节省了通信资源。所设计的事件触发机制能够避免芝诺现象，即不存在相邻两次触发的时间间隔为0的情况。
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公开(公告)号：CN116766181B
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202310633704.1
申请日：2023-05-31
申请人： 四川大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种基于全驱系统理论的机械臂主动柔顺控制方法，包括：(1)建立机械臂关节空间角度动力学模型；(2)根据机械臂关节空间角度动力学模型建立机械臂在工作空间的动力学模型；(3)根据机械臂工作空间动力学模型建立阻抗控制模型；(4)建立全驱系统模型；(5)基于全驱系统模型，设计直接参数控制器；(6)将直接参数控制器应用于阻抗控制模型中，实现机械臂的柔顺控制。本发明根据工作空间内的阻抗控制机械臂动力学方程，基于全驱系统的一般形式与参数化控制方法，将工作空间中的机械臂阻抗控制系统等价为闭环线性定常系统，使控制器的设计变得更加简单，从而解决机械臂柔顺控制繁琐的问题，保障了阻抗控制的效果。
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公开(公告)号：CN116679738B
公开(公告)日：2024-01-19
申请号：CN202310698719.6
申请日：2023-06-13
申请人： 四川大学
IPC分类号： G05D1/49
摘要： 本发明公开了一种基于精确罚函数的航天器时间最优姿态控制方法，包括以下步骤：S1，建立刚性航天器的姿态模型；S2，建立时间最优航天器姿态控制问题模型P1；S3，时间最优航天器姿态控制问题模型P1转换为有限维参数优化问题P2；将有限维参数优化问题P2转换为仅含初始状态约束的参数优化问题P3；S5，将参数优化问题P3转换为可计算的非线性规划问题，完成最优航天器姿态控制问题模型P1的求解，实现航天器时间最优姿态控制。本发明可以实现角速度和控制量约束下航天器姿态快速机动。同时将带约束的无限维控制量优化问题，转换为一般的非线性规划问题，使得航天器时间最优姿态控制求解更加简单，实现航天器姿态的快速机动。
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公开(公告)号：CN116692030A
公开(公告)日：2023-09-05
申请号：CN202310642133.8
申请日：2023-06-01
申请人： 四川大学
IPC分类号： B64G1/24
摘要： 本发明公开了一种基于事件触发机制的航天器重定向控制方法，主要解决通信资源受限下的受姿态指向约束的航天器重定向控制问题。该方法包括以下步骤：S1，建立航天器的姿态动力学模型；S2，建立姿态约束；S3，建立非负势函数；S4，构造非线性控制器；S5，构造事件触发机制函数；S6，采用静态事件触发机制或动态事件触发机制进行控制信号的计算与更新。本发明设计了新的势函数和控制器，并且针对重定向任务设计了静态和动态事件触发机制，避免了控制信号的连续更新，减少了通信次数，节约了通信资源。因此，适宜推广应用。
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公开(公告)号：CN116679738A
公开(公告)日：2023-09-01
申请号：CN202310698719.6
申请日：2023-06-13
申请人： 四川大学
IPC分类号： G05D1/08
摘要： 本发明公开了一种基于精确罚函数的航天器时间最优姿态控制方法，包括以下步骤：S1，建立刚性航天器的姿态模型；S2，建立时间最优航天器姿态控制问题模型P1；S3，时间最优航天器姿态控制问题模型P1转换为有限维参数优化问题P2；将有限维参数优化问题P2转换为仅含初始状态约束的参数优化问题P3；S5，将参数优化问题P3转换为可计算的非线性规划问题，完成最优航天器姿态控制问题模型P1的求解，实现航天器时间最优姿态控制。本发明可以实现角速度和控制量约束下航天器姿态快速机动。同时将带约束的无限维控制量优化问题，转换为一般的非线性规划问题，使得航天器时间最优姿态控制求解更加简单，实现航天器姿态的快速机动。
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公开(公告)号：CN116766181A
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202310633704.1
申请日：2023-05-31
申请人： 四川大学
IPC分类号： B25J9/16
摘要： 本发明公开了一种基于全驱系统理论的机械臂主动柔顺控制方法，包括：(1)建立机械臂关节空间角度动力学模型；(2)根据机械臂关节空间角度动力学模型建立机械臂在工作空间的动力学模型；(3)根据机械臂工作空间动力学模型建立阻抗控制模型；(4)建立全驱系统模型；(5)基于全驱系统模型，设计直接参数控制器；(6)将直接参数控制器应用于阻抗控制模型中，实现机械臂的柔顺控制。本发明根据工作空间内的阻抗控制机械臂动力学方程，基于全驱系统的一般形式与参数化控制方法，将工作空间中的机械臂阻抗控制系统等价为闭环线性定常系统，使控制器的设计变得更加简单，从而解决机械臂柔顺控制繁琐的问题，保障了阻抗控制的效果。
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公开(公告)号：CN117985246B
公开(公告)日：2024-09-13
申请号：CN202311294528.X
申请日：2023-10-07
申请人： 四川大学
IPC分类号： B64G1/24
摘要： 本发明公开了一种基于精确罚函数的预设性能姿态跟踪控制方法，采用建立刚性航天器的姿态误差模型、预设性能函数和预设性能约束；而后基于精确罚函数法，建立预设性能下的航天器姿态跟踪最优控制问题。最后采用控制参数化法求解该预设性能最优控制问题。本发明能够实现暂态性能约束，用以设定姿态误差的收敛速度；能够实现稳态性能约束，即可以设定稳态时的航天器姿态跟踪误差大小。基于精确罚函数法和控制参数化法，能够将预设性能约束的优化问题转换为一种可处理的非线性规划问题。
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