[发明专利]一种基于B样条函数的卫星路径规划和预测控制的跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于B样条函数的卫星路径规划和预测控制的跟踪方法，包括如下步骤：建立卫星相对空间站运动的轨道模型及误差模型；为了在卫星始终不悬停的状态下获得光滑且能够躲避障碍物的卫星参考路径，设计安全通道约束以及基于B样条函数设计路径规划方法；通过投影的方法解算出卫星参考路径的参考状态量及参考输入量；建立基于模型预测控制的跟踪控制器；考虑到卫星传感器探测范围有限，设计一种边规划边跟踪的动态路径规划及跟踪控制算法。本发明综合考虑了卫星的路径规划和轨迹跟踪，规划的路径光滑且能够躲避障碍物，同时设计的跟踪器具有良好的跟踪效果，实用性强，稳定性高，适用于航天器控制领域中航天器的路径规划及跟踪控制。

主权项

1.一种基于B样条函数的卫星路径规划和预测控制的跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立卫星相对空间站运动的轨道模型和误差模型；S2：基于规划的卫星路径尽可能光滑且能够躲避空间障碍物的要求，设计卫星躲避障碍物的安全通道约束，以及基于B样条函数，设计路径规划方法，得到卫星参考路径，然后利用投影的方法解算出卫星参考路径的参考状态量及参考输入量；S3：基于步骤S1建立的卫星的误差模型以及步骤S3得到的卫星参考路径，建立基于模型预测控制的跟踪控制器；S4：基于步骤S3得到的卫星参考路径和步骤S4建立的跟踪控制器，设计边规划边跟踪的动态路径规划及跟踪控制算法，使得卫星安全抵达目标位置。