挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法技术

本发明专利技术提出了一种挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法，采用修正型的Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态，建立基于修正型的Rodrigues参数的运动学方程，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。针对修正型的Rodrigues参数描述的挠性航天器的姿态控制系统模型，通过引入一种无源滤波器去替换角速度信息，从而设计一种基于状态反馈的无角速度测量的姿态控制律。本发明专利技术解决了挠性航天器在飞行过程中需要实时的角速度传感器的测量数据才能实现航天器姿态的稳定控制问题，完成挠性航天器的高鲁棒性控制。仿真实验证明本发明专利技术中的无角速度测量的姿态控制方法具有良好的鲁棒性。

Attitude control method for angular velocity measurement of flexible spacecraft

A method of attitude control for angular velocity measurement of flexible spacecraft is proposed. The attitude of flexible spacecraft is described by using modified Rodrigues parameters, the kinematics equation based on modified Rodrigues parameters is established, and the attitude of flexible spacecraft with flexible appendages is established by using mixed coordinate method. Kinetic equation. Aiming at the attitude control system model of flexible spacecraft described by modified Rodrigues parameters, a passive filter is introduced to replace the angular velocity information, and an attitude control law based on angular velocity measurement with state feedback is designed. The invention solves the problem that a flexible spacecraft needs real-time angular velocity sensor measurement data in flight to realize the attitude stabilization control of the spacecraft, and completes the high robustness control of the flexible spacecraft. The simulation experiment proves that the attitude control method of the angular velocity measurement in this invention has good robustness.

【技术实现步骤摘要】
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控制
，尤其涉及一种挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法。
技术介绍
传统研究所设计的姿态控制器中需要角速度传感器的测量数据，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
针对现有技术中存在的缺陷或不足，本专利技术提供了一种挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法，在挠性模态变量可测量的情况下，基于修正型的Rodrigues参数系统模型，设计了基于反馈线性化方法构造的一种渐近稳定的状态反馈的姿态控制律，能够避免实际控制系统中的角速度传感器的使用。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法，包括：S1、建立修正型的Rodrigues参数系统模型的运动学方程和动力学方程；S2、选取滤波器；S3、基于无源法设计姿态控制律。本专利技术的有益效果是：采用本专利技术方法设计的挠性航天器的姿态控制器，在不使用角速度传感器的情况下，仍能保证平稳地控制航天器的姿态，其具有良好的鲁棒性，且当航天器控制系统在运作时，航天器的姿态能迅速趋于稳定。附图说明图1是挠性航本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：S1、建立运动学方程和动力学方程；采用修正型的Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态，并以此为基础的挠性航天器系统数学模型的运动学方程如下：

【技术特征摘要】
1.挠性航天器无角速度测量的姿态控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：S1、建立运动学方程和动力学方程；采用修正型的Rodrigues参数来描述挠性航天器的姿态，并以此为基础的挠性航天器系统数学模型的运动学方程如下：其中，另外，ω表示挠性航天器的姿态角速度，σ为修正型的Rodrigues参数向量，为其导数，其反对称矩阵为：采用混合坐标法对中心刚体带有挠性附件的航天器建立的姿态动力学方程如下：其中，S(ω)为角速度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；u为控制力矩；δ表示为刚体动力学与挠性动力学间的耦合作用矩阵；C，K分别表示为阻尼矩阵和...

【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