恭喜华中科技大学张园园获国家专利权
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龙图腾网恭喜华中科技大学申请的专利引力波探测无拖曳航天器编队姿态-轨道耦合控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119200414B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411710489.1,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权引力波探测无拖曳航天器编队姿态-轨道耦合控制方法是由张园园;朱盛杰;宗小峰;梅鹏;张润晗设计研发完成,并于2024-11-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本引力波探测无拖曳航天器编队姿态-轨道耦合控制方法在说明书摘要公布了:本发明提出了一种引力波探测无拖曳航天器编队姿态‑轨道耦合控制方法,属于航天器控制技术领域;包括如下步骤:S1:基于姿态误差建立航天器平台、检验质量块的相对姿态运动模型;S2:基于相对位置误差建立航天器平台、检验质量块的相对平移运动模型;S3:基于相对姿态运动模型和相对平移运动模型,构建无拖曳导航器编队的姿态‑轨道耦合控制模型;S4:给定假设条件,将无拖曳导航器编队的姿态‑轨道耦合控制模型进行线性化;S5:将线性化的无拖曳导航器编队的姿态‑轨道耦合控制模型解耦为无拖曳控制子系统,姿态控制子系统和静电悬浮控制子系统,分别为各子系统设计控制律进行控制。
本发明授权引力波探测无拖曳航天器编队姿态-轨道耦合控制方法在权利要求书中公布了:1.一种引力波探测无拖曳航天器编队姿态-轨道耦合控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:基于姿态误差建立航天器平台、检验质量块的相对姿态运动模型;S2:基于相对位置误差建立航天器平台、检验质量块的相对平移运动模型;S3:基于相对姿态运动模型和相对平移运动模型,构建无拖曳导航器编队的姿态-轨道耦合控制模型;S4:给定假设条件,将无拖曳导航器编队的姿态-轨道耦合控制模型进行线性化;S5:将线性化的无拖曳导航器编队的姿态-轨道耦合控制模型解耦为无拖曳控制子系统,姿态控制子系统和静电悬浮控制子系统,分别为各子系统设计控制律进行控制;令惯性坐标系为I;令航天器坐标系为B;电极笼子坐标系为H;检验质量块坐标系为M;Bi指第i个航天器,i=1,2,3;令每个航天器包括两个检验质量块,则Mki是指第i个航天器中的第k个检验质量块,k=1,2; 为第i个航天器相对于惯性坐标系的位置在惯性坐标系下的分量;定义第i个航天器的误差旋转矩阵为,右上角的T为转秩运算,第i个航天器Bi的旋转矩阵为,和为第i个航天器和第ki个检验质量块的期望旋转矩阵;令第i个航天器的误差旋转矩阵对应的误差向量为,其中为叉乘运算的逆运算;步骤S3中构建无拖曳导航器编队的姿态-轨道耦合控制模型,包括如下内容:定义参数,,,其中是第i个航天器的第1个检验质量块的期望旋转矩阵的误差向量,第i个航天器的第2个检验质量块的期望旋转矩阵的误差向量;和是第i个航天器的第1个检验质量块和第2个检验质量块的质量;和是第i个航天器的第1个检验质量块和第2个检验质量块的输入力矩;为第i个航天器的输入力矩;为第i个航天器的控制输入;和为第i个航天器的第1个检验质量块和第2个检验质量块的控制输入;为第i个航天器的扰动力矩;为第i个航天器的扰动力;和为第i个航天器的第1个检验质量块和第2个检验质量块的扰动力矩;和为第i个航天器的第1个检验质量块和第2个检验质量块的扰动力;为第i个航天器的第1个检验质量块相对于第i个航天器的第1个电极笼子的惯性位置,在第i个航天器的第1个电极笼子所在坐标系下的分量,为第i个航天器的第2个检验质量块相对于第i个航天器的第2个电极笼子的惯性位置,在第i个航天器的第2个电极笼子所在坐标系下的分量;耦合平移和旋转相对动力学方程为: ,其中,,,,,,,,,其中为取对角线运算;为3×3的单位矩阵,为15×15的单位矩阵;为第i个航天器的重力加速度;为惯性坐标系到第i个航天器的第1个电极笼子坐标系的坐标变换矩阵,为惯性坐标系到第i个航天器的第2个电极笼子坐标系的坐标变换矩阵;为第i个航天器到第i个航天器的第1个电极笼子坐标系的坐标变换矩阵,为第i个航天器到第i个航天器的第2个电极笼子坐标系的坐标变换矩阵;为第i个航天器到第i个航天器的第1个检验质量块所在坐标系的坐标变换矩阵,为第i个航天器到第i个航天器的第2个检验质量块所在坐标系的坐标变换矩阵;和分别是第i个航天器的第1个检验质量块的科氏力矩阵和第i个航天器的第2个检验质量块的科氏力矩阵,和分别是和的共轭矩阵;和分别是第i个航天器的第1个检验质量块的陀螺力矩矩阵和第i个航天器的第2个检验质量块的陀螺力矩矩阵,和分别是和的共轭矩阵;和分别是第i个航天器的第1个检验质量块的误差旋转矩阵和第i个航天器的第2个检验质量块的误差旋转矩阵;为第i个航天器的第1个检验质量块相对于第i个航天器的惯性位置在第i个航天器坐标系下的分量,为第i个航天器的第2个检验质量块相对于第i个航天器的惯性位置在第i个航天器坐标系下的分量。
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