一种结合ESO和tube-MPC的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法及系统技术方案

技术编号:46629143 阅读:4 留言:0更新日期:2025-10-14 21:27
本发明专利技术提出了一种结合ESO和tube‑MPC的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法及系统,属于航天领域。该方法以一颗常用于引力波探测的V型构型双质量块无拖曳卫星作为控制设计对象,以动力学模型为基础设计了ESO,并创新性地获得了由ESO估计误差获取鲁棒正不变集的方法;为tube‑MPC的名义模型设计MPC控制器,并根据鲁棒正不变集缩减约束,同时设计辅助反馈增益保证最小鲁棒正不变集的收敛。该方法既克服了传统Tube‑MPC不适宜应对偏置扰动的问题,又能够兼顾TM捕获控制过程的动态性能与鲁棒性。本发明专利技术可以自然地推广至更一般的扰动情况,而非仅限于缓变扰动。此外,还可推广至更高维度的被控对象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天领域,具体涉及一种无拖曳卫星的检验质量捕获控制方法。


技术介绍

1、本专利技术主要涉及“无拖曳卫星检验质量捕获控制”、“扩张状态观测器”和“基于tube的模型预测控制理论”三个领域,下面将分别介绍这三个方面的
技术介绍

2、1.无拖曳卫星检验质量捕获控制

3、无拖曳卫星起源于上世纪60年代,相应的无拖曳控制技术当前广泛运用于重力测量、引力波探测等科学任务。其思想是将一个检验质量(test mass, tm)放在卫星的封闭内腔中,由于卫星的屏蔽作用,tm几乎只受引力影响,若控制卫星严格跟随tm,则卫星也将运行于相同的纯引力轨道,从而具备科学探测的前提条件。随着技术发展,新一代的无拖曳卫星采用多个tm以提高无拖曳控制系统的整体性能,目前以goce、lisa pathfinder为代表的卫星已经验证了这种技术的可行性。

4、惯性传感器又称引力参考传感器(gravitational reference sensor,grs),是无拖曳卫星的核心部件,主要由tm和周围极板框架构成。tm与极板之间的电容可以对tm的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种结合ESO和tube-MPC的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,方法为:

2.根据权利要求1所述的一种结合ESO和tube-MPC的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,双质量块无拖曳卫星动力学模型构建方法为:

3.根据权利要求2所述的一种结合ESO和tube-MPC的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,扩张状态观测器ESO的构建方法为:

4.根据权利要求1所述的一种结合ESO和tube-MPC的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,名义系统的MPC控制器构建方法为:

5.根据权利要求4所述的一种结合E...

【技术特征摘要】

1.一种结合eso和tube-mpc的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,方法为:

2.根据权利要求1所述的一种结合eso和tube-mpc的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,双质量块无拖曳卫星动力学模型构建方法为:

3.根据权利要求2所述的一种结合eso和tube-mpc的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,扩张状态观测器eso的构建方法为:

4.根据权利要求1所述的一种结合eso和tube-mpc的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,名义系统的mpc控制器构建方法为:

5.根据权利要求4所述的一种结合eso和tube-mpc的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于,还通过鲁棒正不变集对名义系统进行缩减约束。

6.根据权利要求5所述的一种结合eso和tube-mpc的无拖曳卫星检验质量捕获控制方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖岩余荣庆叶东李彬常亮杨飞赵晓峰
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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