基于行为模式的深空三轴稳定姿态定向控制方法

摘要

基于行为模式的深空三轴稳定姿态定向控制方法，涉及一种空间飞行器的姿态控制方法。为了提高星上自主能力，本发明所述方法为：带有自主导航功能的空间飞行器通过飞行计算机接收基准定向任务和辅助定向任务，空间飞行器上的飞行计算机根据导航系统提供的飞行器轨道和星历文件插值得到的目标天体轨道，确定实现上述任务组合所应满足的姿态运动学过程，将其作为参考姿态运动轨迹，采用姿态跟踪控制律，通过姿态接口单元驱动飞行器的姿态执行机构，实现需要的姿态指向。本发明的方法有利于减轻飞行器的定向负担、提高自主性。

主权项

1、基于行为模式的深空三轴稳定姿态定向控制方法，其特征在于所述方法为：带有自主导航功能的空间飞行器通过飞行计算机接收基准定向任务和辅助定向任务，空间飞行器上的飞行计算机根据导航系统提供的飞行器轨道和星历文件插值得到的目标天体轨道，利用下述公式确定实现上述任务组合所应满足的姿态运动学过程，将其作为参考姿态运动轨迹，采用姿态跟踪控制律，通过姿态接口单元驱动飞行器的姿态执行机构，实现需要的姿态指向，所述公式为：解析参考姿态矩阵：C_BI＝C_BC_I^T；解析参考角加速度： ${}^A\stackrel{·}{\omega }_B^B=\frac{C_{\mathrm{BI}}{\left\{\right[{\stackrel{··}{r}}_I-2{}^A\omega ^B\times ({}^A\omega ^B\times r)]\times [{\stackrel{··}{r}}_I-2{}^A\omega ^B\times ({}^A\omega ^B\times r)\left]\right\}}_I}{{[{\stackrel{··}{r}}_I-2^A{\omega }^B\times ({}^A\omega ^B\times r)]}_I·s_I};$解析参考角速度： ${}^A\omega _B^B=\frac{{({\stackrel{·}{r}}_I\times {\stackrel{·}{s}}_I)}_B}{{\stackrel{·}{r}}_I·s}=\frac{C_{\mathrm{BI}}\left({\stackrel{·}{r}}_I{\times \stackrel{·}{s}}_I\right)}{{\stackrel{·}{r}}_I·s_I};$参考角速度微分式： ${\stackrel{·}{\omega }}_{\mathrm{ref}}=a_{\mathrm{ref}};$参考四元数微分式：角速度偏差：四元数偏差：姿态控制律：u＝-K_Pq_e-K_I∫q_edt-K_Dω_e。