北京航空航天大学乔建忠获国家专利权
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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰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:CN116736707B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24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:202310676709.2,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰控制方法是由乔建忠;杨永健;滕昊;朱玉凯;孟岩设计研发完成,并于2023-06-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰控制方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰控制方法,针对在空间环境干扰、浮动卫星平台耦合力矩及转轴摩擦力矩多源干扰影响下的潜望镜式激光通信终端快速指向控制问题,首先,建立含有上述多源干扰的星载通信终端深耦合模型,通过分析干扰结构及特点将多源干扰视为总扰动力矩;其次,设计固定时间干扰观测器对通信终端所受总扰动力矩进行快速估计;再次,设计标称固定时间控制器并结合干扰观测器形成固定时间复合抗扰控制器;最后,结合通信终端指向时间需求,分析并指导观测器及控制器参数选取,完成运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰控制。本发明控制方法具有鲁棒性强、指向速度快和保证指向误差固定时间收敛的特点。
本发明授权一种运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰控制方法在权利要求书中公布了:1.一种运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰控制方法,其特征在于,包括以下步骤: 第一步,建立空间环境干扰、浮动卫星平台耦合力矩及转轴摩擦力矩多源干扰影响下的深耦合星载潜望镜式激光通信终端模型,其中浮动卫星平台对终端的牵连耦合力矩通过牛顿欧拉递推计算,环境干扰及转轴摩擦视为范数有界总扰动; 第二步,针对第一步建立的深耦合星载潜望镜式激光通信终端模型,设计固定时间干扰观测器对外部环境干扰、卫星运动耦合力矩与转轴摩擦进行快速估计,在固定时间内得到总扰动估计值; 第三步,设计标称固定时间控制器,利用第二步的干扰观测器与总扰动估计值,形成固定时间复合抗扰控制器,抑制干扰补偿误差,包括: 取通信终端期望指向角、期望指向角速度与期望指向角加速度,定义角度跟踪误差,角速度跟踪误差,设计控制器形式为: 滑模面的第行元素等于跟踪误差的第行元素与之和; 其中,表示滑模面的第行元素;和分别表示跟踪误差和的第行元素;表示干扰观测器状态变量的第行元素;表示非线性对角矩阵的第行第列元素;表示期望指向角加速度的第行元素;、、、、和为控制器参数,满足、、、、和;为自然对数函数;最终控制器输出力矩为,等于耦合力矩减去,再减去; 第四步,结合通信终端指向时间需求,分析并指导观测器及控制器参数选取,完成运动耦合下星载激光通信终端固定时间抗扰控制;其中,当通信终端两关节集总干扰导数有上界,即满足,表示的导数,表示的导数;存在正常数在观测器参数足够小时,使得干扰观测器干扰对估计误差在时间后收敛到关于的邻域内,表示的范数;在干扰观测器估计误差收敛至后,通信终端期望指向角误差在时间后收敛零附近,为中间参数; 收敛时间小于或等于; 其中,为正常数;在干扰观测器参数满足、、、、、和的前提下,通过调节观测器参数和调节收敛时间;通过增大的、、、及减小提高观测器估计速度; 中间参数小于或等于; 其中,;表示自然常数;控制器参数需满足;在满足、、、、和的前提下,通过适当增大控制器参数、和缩短收敛时间,或通过增大和或减小缩短收敛时间。
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