[发明专利]一种自旋状态下相对滚动容错控制方法

权利要求书

1.自旋状态下相对滚动容错控制方法，其特征在于包括：

在相对测量设备有效的情况下，根据相对测量设备测量得到相对位姿信息，采用视线指向与相对滚动控制的相对姿态控制策略实现三轴相对姿态控制；

在相对测量设备失效的情况下，仅依赖于服务飞行器自身绝对测量数据，采用惯性指向与滚动积分递推的相对姿态控制策略实现三轴相对姿态控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在相对测量设备有效的情况下，在三轴相对姿态控制过程中，实时将基于相对测量设备进行目标姿态估计得到的相对滚动角与预设的阈值进行判断，当超出阈值时，采用视线指向与相对滚动控制的相对姿态控制策略实现三轴相对姿态控制；否则，仅依赖于服务飞行器自身绝对测量数据，采用惯性指向与滚动积分递推的相对姿态控制策略实现三轴相对姿态控制。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述预设的阈值在飞行器所携带载荷的能力范围内设置，设置原则为动态机动能力较强、可达范围较广的载荷对应的阈值大于动态机动能力较弱或可达范围较小的载荷对应的阈值。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：惯性指向控制为滚动轴姿态转入惯性保持，采用惯性积分的形式进行控制；俯仰、偏航轴转入惯性指向，采用惯性空间定向保持的形式进行控制。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：惯性积分的形式进行控制方式如下：

ω_ctrlx＝ω_bix-ω_aim

其中为服务飞行器滚动控制姿态角，初值为0；T_ctrl为控制周期，k代表控制过程中的迭代次序；ω_ctrlx为滚动轴的控制角速度，ω_bix为服务飞行器绝对角速度在服务飞行器本体系下X轴方向分量；ω_aim为在相对测量设备有效的情况下，得到的连续记录的目标本体系下描述的目标自旋角速度ω_tbix的均值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：俯仰、偏航轴的惯性指向方向由地面上注或者服务飞行器上自行确定。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：俯仰、偏航轴的惯性指向方向为在相对测量设备有效的情况下，得到服务飞行器本体坐标系下的两星相对位置矢量在惯性系下的投影。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：服务飞行器本体坐标系下的两星相对位置矢量选取相对测量设备失效前预设一段时间内的两星相对位置矢量的均值。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：俯仰、偏航轴转入惯性指向，采用惯性空间定向保持的形式进行控制：

θ＝-arcsin(S_iz)

ψ＝arctan2(S_iy,S_ix)

ω_ctrly＝ω_biy

ω_ctrlz＝ω_biz

其中，θ、ψ为服务飞行器高低、方位控制姿态角；S_i＝[S_ix S_iy S_iz]^T为相对测量设备有效的情况下，服务飞行器本体坐标系下的两星相对位置矢量在惯性系下的投影；ω_biy、ω_biz为服务飞行器绝对角速度在服务飞行器本体系下Y、Z轴方向分量；ω_ctrly、ω_ctrlz为俯仰轴、偏航轴的控制角速度。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：服务飞行器自身绝对测量数据为陀螺、星敏感器测量的数据。