[发明专利]一种趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法有效

专利信息
申请号: 201510705194.X 申请日: 2015-10-26
公开(公告)号: CN105235917B 公开(公告)日: 2017-06-06
发明(设计)人: 操宏磊;朱庆华;陈文晖;施桂国;刘笑;汪礼成 申请(专利权)人: 上海新跃仪表厂
主分类号: B64G1/28 分类号: B64G1/28
代理公司: 上海汉声知识产权代理有限公司31236 代理人: 郭国中,刘翠
地址: 200233 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 趋向 目标 框架 控制 力矩 陀螺 操纵 实现 方法
【权利要求书】:

1.一种趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤S1,根据控制力矩陀螺群当前框架角位置,计算力矩矩阵C、奇异量度D和投影矩阵R;

步骤S2,根据姿态控制算法给出的指令力矩Tc和步骤S1中得到的参数,计算框架转速指令中对应的力矩产生运动和指令力矩Tc对应的饱和奇异框架角状态δsj(j=1),并在此基础上计算指令力矩Tc对应的剩下的2n-1个奇异框架角状态δsj(j=2,...,2n);

步骤S3,计算2n个奇异框架角状态的评价指标tj并排序,获得评价指标tj取得最小正值时对应的奇异框架角状态δsk

步骤S4,判断当前所处姿态机动阶段,针对不同阶段设定相应的机动目标框架角和零运动大小上限值;

步骤S5,根据约束条件确定不同阶段零运动大小的约束系数,综合比较获得最终零运动大小,并与力矩产生运动合并,输出控制力矩陀螺群框架转速指令。

2.根据权利要求1所述的趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法,其特征在于:在步骤S2中,所述力矩产生运动与位置参数力矩矩阵C和指令力矩Tc之间的关系为:

<mrow><msub><mover><mi>&delta;</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mi>T</mi></msub><mo>=</mo><msup><mi>C</mi><mi>T</mi></msup><msup><mrow><mo>(</mo><msup><mi>CC</mi><mi>T</mi></msup><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msub><mi>T</mi><mi>c</mi></msub><mo>.</mo></mrow>

3.根据权利要求1所述的趋向目标框架角的控制力矩陀螺群操纵律实现方法,其特征在于:在步骤S3中,通过排序选择当前最优先需要回避的奇异框架角状态,评价指标排序采用如下方式:

<mrow><msub><mi>t</mi><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mo>|</mo><mo>|</mo><msub><mi>&Delta;&delta;</mi><mi>j</mi></msub><mo>|</mo><mo>|</mo></mrow><mrow><mover><mi>&delta;</mi><mo>&CenterDot;</mo></mover><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mi>&Delta;</mi><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&CenterDot;</mo><mo>&lt;</mo><msub><mi>&Delta;&delta;</mi><mi>j</mi></msub><mo>&gt;</mo></mrow></mfrac></mrow>

式中:

<Δδj>为向量Δδi的单位向量;

||Δδj||为向量Δδj的模长;

Δδj=δsj-δ,δ为当前框架角位置向量;

为上一控制周期的框架角速度向量;

通过排序得到使评价指标取tj最小正值的奇异框架角状态,记录其下标j=k,将δsk作为当前首先需要回避的奇异框架角状态。

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