一种航天器控制能力降维表征及量化估计的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了航天器控制能力降维表征及量化估计的方法及装置，所述方法包括：基于所述航天器的型号，获取所述航天器的技术状态参数，建立航天器控制能力分析动力学模型；确定代表航天器控制能力的特征，所述特征包括姿态机动误差、以及姿态机动角速度误差；基于航天器控制能力分析动力学模型，对所述代表航天器控制能力的特征进行转换，形成所述航天器控制能力对应的航天器控制能力降维表征参数；基于所述航天器控制能力降维表征参数，得到所述航天器控制能力量化估计的表达式。本发明专利技术的方法，给出的航天器控制能力降维表征参数，维数仅有2维，极大地降低了控制能力表征维度，有利于简化控制能力分析。于简化控制能力分析。于简化控制能力分析。

【技术实现步骤摘要】
一种航天器控制能力降维表征及量化估计的方法及装置


[0001]本专利技术涉及航天器控制
，具体涉及一种航天器控制能力降维表征及量化估计的方法及装置。

技术介绍

[0002]对于航天任务而言，自主控制技术是航天器执行各类空间任务，如遥感、空间操作等，所必需的关键技术之一。而在航天器上实现对控制能力的实时量化评估，对实现航天器自主控制至关重要。基于量化评估指标，可为航天器自主决策、控制提供客观的依据，可以从根本上提升控制系统的自主化水平。
[0003]然而，受限于航天器计算能力的严酷约束，现有的航天器控制能力量化估计方法难以在航天器上直接应用。现有的航天器控制能力量化估计方法主要包括：1、能控性矩阵标准型分析；2、姿态机动误差法。其中，能控性矩阵标准型分析是通过构建航天器控制系统的能控性矩阵，再以矩阵的标准型元素大小量化评估系统控制能力；姿态机动误差法是通过建立姿态评估指标体系，通过数值仿真计算评估系统的控制能力强弱。上述方法中，能控性矩阵标准型建立通常涉及复杂的高维矩阵运算，姿态机动误差法则需要进行大量打靶仿真运算，在星上计算资源严本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航天器控制能力降维表征及量化估计的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1：基于所述航天器的型号，获取所述航天器的技术状态参数，建立航天器控制能力分析动力学模型；步骤S2：确定代表航天器控制能力的特征，所述特征包括姿态机动误差[δq
0 δq
1 δq
2 δq3]、以及姿态机动角速度误差[δω
x δω
y δω
z
]，其中，δ为前缀，表示参数变化差值，[q
0 q
1 q
2 q3]为航天器的姿态四元素，[ω
x ω
y ω
z
]为航天器的姿态机动角速度；步骤S3：基于航天器控制能力分析动力学模型，对所述代表航天器控制能力的特征进行转换，形成所述航天器控制能力对应的航天器控制能力降维表征参数；步骤S4：基于所述航天器控制能力降维表征参数，得到所述航天器控制能力量化估计的表达式。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，所述航天器控制能力分析动力学模型为：其中，(x,y,z)为航天器相对某个地面目标点的相对位置、为航天器相对某个地面目标点的相对速度，为航天器相对某个地面目标点的相对加速度，f
sat
为航天器的真近点角，为航天器的真点近角速度，为航天器的真近点角加速度，R
sat
为从航天器质心到地球质心的距离，R
earth
为地面目标点到地球质心的距离，μ为地球引力常数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3，包括：步骤S31：基于所述航天器的遥测数据，确定所述航天器的姿态四元素[q
0 q
1 q
2 q3]以及航天器的姿态机动角速度[ω
x ω
y ω
z
]；步骤S32：确定航天器姿态指向矢量量υ及指向矢量变化速率步骤S32：确定航天器姿态指向矢量量υ及指向矢量变化速率步骤S32：确定航天器姿态指向矢量量υ及指向矢量变化速率步骤S33：基于所述航天器控制能力分析动力学模型，确定相对距离ρ及距离变化率其中：
相对距离ρ为：距离变化率为：确定航天器指向点在地球的投影点位置及变化速率其中：所述航天器指向点在地球的投影点变化速率为：步骤S34：根据航天器姿态机动任务，获取期望的姿态四元素[q
r0 q
r1 q
r2 q
r3
]和期望的姿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张巍，董天舒，凌琼，倪琳娜，尤佳，王跃，张田青，矫轲，许凯航，吴萍萍，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：