The present invention provides a control method of flexible spacecraft without angular velocity measurements based on the kinematic equation of three-dimensional attitude, using non permanent kinematic parameters to establish flexible spacecraft, using Cayley Rodrigues parameters to describe the flexible spacecraft, and the mixed coordinate method of central rigid body spacecraft with flexible appendages of attitude kinetic equation for describing Cayley Rodrigues parameters of flexible spacecraft attitude control system model, using state feedback control theory, and based on Lee Yap Andrianof's direct method to design a state feedback control law based on attitude. The beneficial effect of the invention is: to avoid the use of angular velocity sensor actual control system, solve the stability control problem of measurement data to need flexible spacecraft angular velocity sensor in real time during the flight the spacecraft attitude, complete the high robust control of flexible spacecraft.
【技术实现步骤摘要】
基于挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法
本专利技术涉及航天器的姿态控制方法,尤其涉及一种基于挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法。
技术介绍
传统姿态控制器中需要角速度传感器的测量信息数据,其价格昂贵且易出故障,影响实际航天器控制系统的应用,不能保证优良的鲁棒性。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题,本专利技术提供了一种基于挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法,避免了实际控制系统中的角速度传感器的使用。本专利技术提供了一种基于挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法,利用非永久性运动学参数的三维集来建立挠性航天器的运动学方程,采用Cayley-Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态,并采用混合坐标法对中心刚体带有挠性附件的挠性航天器建立姿态动力学方程,对于Cayley-Rodrigues参数描述的挠性航天器的姿态控制系统模型,采用状态反馈的控制思想,并基于李雅普诺夫直接法设计一种基于状态反馈的姿态控制律。作为本专利技术的进一步改进,采用Cayley-Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态,以此为基础的挠性航天器的控制系统模型的运动学方程和动力学方程分别如下所示:Cayley-Rodrigues参数系统模型的运动学方程:其中,ρ为Rodrigues参数向量,其反对称矩阵为:Cayley-Rodrigues参数系统模型的动力学方程:其中,S(ω)为ω的反对称矩阵,即Jmb=J-δTδ表示为主体惯量矩阵,为挠性附件的总速度,ω表示挠性航天器的姿态角速度;δ表示为刚体航天器与挠性附件的耦合作用矩阵;C,K分别表示为阻尼矩阵和刚度矩阵,C=diag{2ξi ...
【技术保护点】
一种基于挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法,其特征在于:利用非永久性运动学参数的三维集来建立挠性航天器的运动学方程,采用Cayley‑Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态,并采用混合坐标法对中心刚体带有挠性附件的挠性航天器建立姿态动力学方程,对于Cayley‑Rodrigues参数描述的挠性航天器的姿态控制系统模型,采用状态反馈的控制思想,并基于李雅普诺夫直接法设计一种基于状态反馈的姿态控制律。
【技术特征摘要】
1.一种基于挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法,其特征在于:利用非永久性运动学参数的三维集来建立挠性航天器的运动学方程,采用Cayley-Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态,并采用混合坐标法对中心刚体带有挠性附件的挠性航天器建立姿态动力学方程,对于Cayley-Rodrigues参数描述的挠性航天器的姿态控制系统模型,采用状态反馈的控制思想,并基于李雅普诺夫直接法设计一种基于状态反馈的姿态控制律。2.根据权利要求1所述的基于挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法,其特征在于,采用Cayley-Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态,以此为基础的挠性航天器的控制系统模型的运动学方程和动力学方程分别如下所示:Cayley-Rodrigues参数系统模型的运动学方程:其中,ρ为Rodrigues参数向量,其反对称矩阵为:Cayley-Rodrigues参数系统模型的动力学方程:
【专利技术属性】
技术研发人员:张颖,丁清澍,吴爱国,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳研究生院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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