一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法技术

一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，包括脉冲激励信号设计、喷气激励信号设计、CMG激励信号设计。与现有技术相比，本发明专利技术通过采用开环激励的方式，在保证航天器姿态不失稳及结构安全的前提下，提高各阶主要模态被激发的强度，从而有利于对各阶主要模态参数完成高精度辨识并克服了闭环激励所引起的参数辨识偏差问题。

On-orbit identification excitation signal design method for flexible spacecraft modal parameters

【技术实现步骤摘要】
一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法
本专利技术涉及一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法。
技术介绍
挠性航天器的挠性模态参数是开展和完善航天器控制系统控制器设计的重要前提，对某些复杂的挠性航天器，其挠性模态参数很难在地面准确获取，有必要通过开展在轨辨识来得到。激励信号设计是实施在轨辨识的重要环节。在轨辨识的激励信号设计要求所设计的激励信号不能使航天器姿态失稳及发生结构损伤，因此现有的挠性航天器一般在闭环条件下通过引入小脉冲扰动激励或者利用空间环境激励的方式来实现在轨辨识的在轨激励。这种激励方式虽然保证了激励过程的姿态控制的安全性，但也存在问题，表现在：(1)闭环条件下的辨识通常会引入额外的参数辨识偏差；(2)激励信号一般功能和强度均较弱，不能保证可有效激发出航天器的所有重要挠性模态。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，解决了现有在轨辨识激励信号所存在的闭环激励产生辨识偏差，激励信号难以有效激发各阶主要模态的不足。本专利技术的技术解决方案是：一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，其特征在于包括如下步骤：(1)设计激励信号包括脉冲激励信号、喷气激励信号、CMG激励信号；(2)使用脉冲激励信号、喷气激励信号、CMG激励信号中的任一种完成面向挠性航天器的模态参数在轨辨识。

【技术特征摘要】
1.一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，其特征在于包括如下步骤：(1)设计激励信号包括脉冲激励信号、喷气激励信号、CMG激励信号；(2)使用脉冲激励信号、喷气激励信号、CMG激励信号中的任一种完成面向挠性航天器的模态参数在轨辨识。2.根据权利要求1所述的一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，其特征在于：所述的脉冲激励信号U(t)极性为{+，-，+}或{-，+，-}的三个连续脉，其中，极性为{+，-，+}的信号表达为3.根据权利要求2所述的一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，其特征在于：所述的极性为{+，-，+}的脉冲激励信号U(t)的确定方法为：(1)根据拟激励的标称频率f0确定脉冲激励信号U(t)的总激励长度t3＝1/f0；(2)确定t1＝t3/4，t2＝3×t3/4；(3)确定脉冲激励信号U(t)的幅度A,B满足：-B＝A>0，且幅值A,B不超过执行机构最大可输出力矩，且U(t)施加到被控对象后系统的响应满足各项约束条件；(4)当时间t<0或t>t3时，脉冲激励信号U(t)＝0，当时间0≤t<t1时，脉冲激励信号U(t)＝A，当时间t1≤t<t2时，新型脉冲激励信号U(t)＝B，当时间t2≤t<t3时，新型脉冲激励信号U(t)＝A。4.根据权利要求3所述的一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，其特征在于：所述的喷气激励信号Tjet(t)的确定方法为：若0≤t≤ttotal，则并进行判断，如果Tjet>tmax_jet，则Tjet(t)＝tmax_jet×sign(Tjet)，如果Tjet<tmin_jet，则Tjet(t)＝0；若t<0或者t>ttotal，则Tjet(t)＝0；其中，ttotal＝kend×Ts，kend为正整数，t＝k×Ts，k为整数。5.根据权利要求4所述的一种面向挠性航天器模态参数在轨辨识激励信号设计方法，其特征在于：所述的喷气激励信号Tjet(t)的确定方法为：(1)根据喷气激励信号Tjet(t)包含的激励频率个数N、各个激励频率ωi、各个激励频率ωi对应的幅值Ai,i＝1,2,...,N；(2)根据被激励航天器的喷气发动机推力器确定每个控制周期推力器可工作的最长喷气时间t...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国琪，李公军，郎燕，张锦江，罗谷清，雷拥军，郭朝礼，刘启海，龙也，梁鹤，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11