[发明专利]一种辨识组合体航天器质量、质心位置和惯性张量的方法

摘要

一种辨识组合体航天器质量、质心位置和惯性张量的方法，属于航天器的模型参数辨识领域。本发明为了解决在轨服务任务中捕获目标后产生的组合体航天器的质量、质心位置和惯性张量未知，从而无法实时对组合体航天器进行有效控制的问题。具体实现步骤如下：步骤一：航天器抓捕目标后形成组合体；步骤二：由步骤一中的航天器上的执行器对整个组合体航天器产生激励，得到组合体航天器的状态变化，继而根据激励输入和状态输出建立参数辨识数据库；步骤三：选择合适的辨识准则，计算待辨识参数。本发明能够只利用一个空间机械臂一步辨识出所有质量特性。

主权项

1.一种辨识组合体航天器质量、质心位置和惯性张量的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：服务航天器通过空间机械臂抓捕目标航天器后三者形成组合体，所述组合体为组合体航天器，对组合体航天器的三个部分分别进行角动量建模，进而构建组合体航天器的角动量模型，所述角动量模型由空间机械臂各个关节的激励、组合体航天器的角速度、线速度的实时测量值和待辨识参数确定；步骤二：通过步骤一中的服务航天器上的空间机械臂对整个组合体航天器产生激励，通过服务航天器上的敏感元件得到组合体航天器的状态输出：角速度、线速度的实时测量值，继而根据激励输入和状态输出建立参数辨识数据库；步骤三：选择合适的辨识准则，计算待辨识参数：组合体航天器质量、质心位置和惯性张量；根据步骤一所述模型写出任意两个时刻的组合体航天器角动量模型的表达式，将二者作差得到一个非线性方程，根据动量守衡原理，该非线性方程等于零，将参数辨识数据库中对应时刻的输入输出数据代入等于零的非线性方程中，此时非线性方程中所有未知数为待辨识参数，根据优化算法求解非线性方程的所有未知数的过程即计算待辨识参数的过程。