[发明专利]卫星姿态自适应控制方法、装置以及控制器和介质

权利要求书

1.一种卫星姿态自适应控制方法，其特征在于，包括:

获取当前时刻的卫星姿态控制器参数、卫星所受力矩和卫星实际姿态；

基于预设的虚拟参考模型以及所述当前时刻的卫星姿态控制器参数、卫星所受力矩和卫星实际姿态确定预设的目标函数值；

基于所述目标函数值和预设的目标函数阈值更新所述卫星姿态控制器参数；

所述方法还包括：

构建所述虚拟参考模型M(s)，所述虚拟参考模型用于表征卫星实际姿态与卫星期望姿态的目标对应关系，所述虚拟参考模型的传递函数为：

其中，、和均为模型参数，表示延时参数，m和n均为正整数，，是自然常数，s是复变量；

所述卫星姿态控制器为PID控制器，所述基于预设的虚拟参考模型以及所述当前时刻的卫星姿态控制器参数、卫星所受力矩和卫星实际姿态确定预设的目标函数值，包括：

采用表示卫星所受力矩，表示卫星实际姿态，表示卫星期望姿态，为卫星姿态控制器的比例参数；为卫星姿态控制器的积分参数；为卫星姿态控制器的微分参数，

所述目标函数定义为：

，

，

，

，

，

，

其中，表示采样个数，表示时间变量，；、、均为中间变量；L(∙)表示拉普拉斯变换；L^-1(∙)表示拉普拉斯逆变换；Var(∙)表示方差；

为卫星姿态控制器的传递函数，由传统的卫星姿态控制器在时域上的数学表达式进行拉普拉斯变换所得，s为卫星姿态控制器的传递函数的复变量，卫星姿态控制器为PID控制器时,PID控制器表征的是姿态偏差e(t)与力矩u(t)的函数关系，表达方式为：

其中，为姿态偏差e(t)在时间t内的积分；为姿态偏差e(t)对时间t的一阶导数，将进行拉普拉斯变换，得到PID控制器对应的传递函数C(s)的表达式为

；

或者，

所述卫星姿态控制器为PD控制器，所述基于预设的虚拟参考模型以及所述当前时刻的卫星姿态控制器参数、卫星所受力矩和卫星实际姿态确定预设的目标函数值，包括：

采用表示卫星所受力矩，表示卫星实际姿态，表示卫星期望姿态，卫星姿态控制器参数为，表示卫星姿态控制器的比例参数，表示卫星姿态控制器的微分参数，

所述目标函数定义为：

，

，

，

，

，

，

其中，表示采样个数，表示时间变量，；、、均为中间变量；L(∙)表示拉普拉斯变换；L^-1(∙)表示拉普拉斯逆变换；Var(∙)表示方差；

为卫星姿态控制器的传递函数，由传统的卫星姿态控制器在时域上的数学表达式进行拉普拉斯变换所得，s为卫星姿态控制器的传递函数的复变量，卫星姿态控制器为PD控制器时，PD控制器表征的是姿态偏差e(t)与力矩u(t)的函数关系，表达方式为：

其中，为姿态偏差e(t)对时间t的一阶导数，将进行拉普拉斯变换，得到PD控制器对应的传递函数C(s)的表达式为

。