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[发明专利]基于RBF和多模态切换机制的自抗扰运动控制方法-CN202210259510.5在审
发明人： 马广程;王冠;夏红伟;王常虹;考永贵;温奇咏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-03-16 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于RBF和多模态切换机制的自抗扰运动控制方法，属于运动控制领域。本发明一种基于RBF和多模态切换机制的自抗扰运动控制方法步骤：一、根据被控对象任务目标，建立具有多模态特征的控制系统模型，对于多模态系统的未知非线性动态，采用RBF神经网络对其进行逼近；二、针对控制系统模型和控制目标，确定和划分被控系统的控制模态，根据当前系统状态信息，判断出当前所处模态，通过多模态切换机制启动对应模态控制器；三、对扰动进行上界估计，实现对系统的未知扰动进行补偿。本发明可对系统扰动集总的上界估计补偿；能够实现多模态系统的控制，对系统中的多模态非线性进行逼近，也可对系统扰动的上界进行估计并给予相应补偿，所设计的控制器具有较强的鲁棒性。
基于 rbf 多模态切换机制运动控制方法

[发明专利]基于卡尔曼滤波的空间转动机构重力卸载装置与方法-CN202210172449.0在审
发明人： 马广程;姜宏操;夏红伟;李莉;温奇咏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-24 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于卡尔曼滤波的空间转动机构重力卸载装置与方法，属于重力卸载或伺服控制领域。本发明位于转台偏航轴上的位置编码器测量得到偏航姿态角度，将偏航姿态角度经过工控机进行卡尔曼滤波消除延迟和噪声的干扰；将由计划卸载的转台负载重力计算得到的悬线拉力值作为Z轴电机的控制指令，通过悬线上的拉力传感器使悬线拉力始终保持与Z轴电机控制指令相同；在转台负载的重力进行卸载时采用滑模控制对悬线的拉力进行锁定控制。本发明提出的基于卡尔曼滤波的空间转动机构重力卸载装置和方法，解决了二维转动机构的重力卸载环境搭建困难的问题，同时该装置和方法能承载大重量的转台负载、具有跟踪快速性、卸载精度高等优点。
基于卡尔滤波空间转动机构重力卸载装置方法

[发明专利]基于多自由度运动模拟器的多航天器姿轨控地面全物理仿真系统-CN202210259531.7在审
发明人： 马广程;张大力;夏红伟;王常虹;考永贵;温奇咏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-03-16 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于多自由度运动模拟器的多航天器姿轨控地面全物理仿真系统，属于飞行器地面仿真试验领域。本发明多自由度双星伴飞模拟器模拟追踪星和目标星的伴飞运动。台上姿轨控制系统控制追踪星和目标星按指令达到预期的运行状态。动力学仿真机实时模拟两星在轨轨道/姿态动力学。相对导航系统感知两星相对运动状态，并对感知结果进行导航解算。无线数据传输系统实现台上台下系统间的数据交互。视景演示系统通过专业软件模拟运动模拟器的实时工况。本发明采用两台哑铃型气浮台模拟追踪星和目标星的姿态运动，从而实现平面两个自由度和姿态三个自由度的运动模拟，能够达到高精度仿真的目的，为小卫星伴飞控制方案验证提供了可靠的平台。
基于自由度运动模拟器航天器姿轨控地面物理仿真系统

[发明专利]一种大型三轴气浮台转动惯量在线辨识系统及惯量算法-CN202010663575.7有效
发明人：夏红伟;李泽宁;马广程;李莉;马长波 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-07-10 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： G01M1/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种大型三轴气浮台转动惯量在线辨识系统及惯量算法，属于控制技术领域。本发明包括：三轴气浮台转动惯量辨识系统的设计方案和三轴气浮台转动惯量算法推导。三轴气浮台转动惯量辨识系统的设计方案，包括：数据处理系统、显示系统、支持与保护系统、三轴气浮台姿态测控系统、无线传输系统、调平衡系统和供电系统。本发明一种大型三轴气浮台转动惯量在线辨识技术，能够对用于各系统的不同大质量气浮台进行转动惯量的在线辨识，相较于已有的其他方案，可以在线的辨识转动惯量，并且在辨识过程中不需要对硬件结构进行变动。
一种大型三轴气浮台转动惯量在线辨识系统惯量算法

[发明专利]卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法-CN202210119855.0有效
发明人：王常虹;夏红伟;马广程;张桀睿;温奇咏;李同顺;朱文山 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-09 - 公布日： 2022-05-17 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本申请涉及航天仿真技术领域，公开了一种卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法，能够模拟卫星之间的相对运动，进行对卫星的跟踪、定位和打击能力进行考核验证，该系统包括：目标卫星模拟分系统、跟踪卫星模拟分系统、载荷模拟分系统和台下管控分系统；台下管控分系统包括台下工控计算机和呈像单元；目标卫星模拟分系统包括第一扫描运动转台和目标模拟源，以模拟目标卫星和跟踪卫星的相对运动轨迹；跟踪卫星模拟分系统包括三轴气浮台，以及搭载在三轴气浮台上的姿态控制单元和目标跟踪单元；载荷模拟分系统包括载荷指向替代单元，载荷指向替代单元包括第二扫描运动转台和载荷模拟源，用于模拟载荷运动轨迹。
卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统方法

[发明专利]悬挂气浮组合式三维微重力模拟装置与方法-CN202210171970.2在审
发明人： 马广程;姜宏操;夏红伟;温奇咏;李莉 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-24 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明提供了悬挂气浮组合式三维微重力模拟装置与方法，属于微重力模拟以及伺服控制技术领域。本发明垂向气缸和水平气足支持模拟飞行器，Z轴伺服电机通过悬线与模拟飞行器连接，X、Y轴伺服电机驱动二维移动平台在X、Y方向运动；模拟自由运动时，垂向气缸和水平气足平衡一部分重力，同时工业相机实时测量模拟飞行器位置，驱动X、Y轴伺服电机使二维移动平台跟随模拟飞行器，保持悬线竖直，通过拉力传感器测量拉力信息，驱动Z轴伺服电机确保补偿变质量模拟飞行器的重力。本发明能实时提供变质量模拟飞行器的三维微重力模拟环境，解决垂向微重力模拟初始状态给定困难问题，具有承载负载大、动力学仿真行程长、跟踪快速、模拟精度高等优点。
悬挂组合式三维重力模拟装置方法

[发明专利]航天器姿轨控地面仿真系统的效能检测方法及装置-CN202210165607.X在审
发明人：王常虹;张桀睿;夏红伟;马广程;李同顺;朱文山 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-23 - 公布日： 2022-04-26 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本申请涉及测量技术领域，公开了一种航天器姿轨控地面仿真系统的效能检测方法及装置，能够依据所设计的卫星航天器姿轨控地面仿真系统的实现形式，建立起该仿真系统所对应的仿真节点模型，进而分析得到整个仿真系统的仿真效能，以此验证整个仿真系统的有效性与可行性，该方法包括：获取航天器姿轨控地面仿真系统的仿真节点信息流图；基于所述仿真节点信息流图中各仿真节点对应的效能影响因素，获得各仿真节点效能发挥的不确定度；基于所述仿真节点信息流图中揭示的仿真节点之间的连接关系，对各仿真节点效能发挥的不确定度进行融合，以获得所述仿真系统的效能不确定度；基于所述仿真系统的效能不确定度，获得所述仿真系统的总仿真效能。
航天器姿轨控地面仿真系统效能检测方法装置

[发明专利]一种强耦合非线性系统高精度控制方法及控制系统-CN202210131728.2有效
发明人：王常虹;韩泽强;夏红伟;马广程 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-14 - 公布日： 2022-04-22 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种强耦合非线性系统高精度控制方法及系统，适应复杂航天器强耦合非线性的动力学特性，采用超螺旋滑模干扰观测器对耦合项进行解耦，采用反步控制法对解耦后模型中的非线性特性进行控制，克服传统方法对精确建模需求高、鲁棒性低等缺点，在被控对象姿态系统稳定的前提下，保证控制精度，满足任务需求，同时对于系统中的未建模特性与干扰不敏感，鲁棒性强，提高了系统的控制精度。
一种耦合非线性系统高精度控制方法控制系统

[发明专利]适用于卫星地面仿真的组合式三维微重力模拟系统-CN202210123592.0有效
发明人：王常虹;夏红伟;马广程;李莉;李同顺;朱文山 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-10 - 公布日： 2022-04-15 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本申请涉及微重力模拟技术领域，公开了一种适用于卫星地面仿真的组合式三维微重力模拟系统，包括垂向气浮微重力模拟单元、悬挂微重力模拟单元和光滑平台；垂向气浮微重力模拟单元包括垂向气缸，垂向气缸通过水平气足悬浮在光滑平台上方，通过调整垂向气缸内的气体压强平衡固定在垂向气缸顶部的模拟飞行器的一部分重力；悬挂微重力模拟单元包括二维移动平台、悬线、Z轴伺服电机、拉力传感器、定位装置和第一控制器，Z轴伺服电机通过悬线与模拟飞行器连接，第一控制器根据定位装置测量到的模拟飞行器的位置控制二维移动平台跟随模拟飞行器移动，根据拉力传感器测量到的悬线的拉力控制Z轴伺服电机收起或释放悬线，以平衡模拟飞行器的一部分重力。
适用于卫星地面仿真组合式三维重力模拟系统

[发明专利]一种城市垃圾智能分拣系统-CN202010106952.7有效
发明人：夏红伟;田震;马广程;李莉;裘水军;裴敏;张利强 -专利权人：哈尔滨工业大学;蔚复来（浙江）科技股份有限公司
申请日： 2020-02-21 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： B03C1/30 文献下载
摘要：本发明提供了一种城市垃圾智能分拣系统，属于垃圾分拣自动化技术领域。本发明包括：所述一号垃圾进料口与定量进料装置固定连接，定量进料装置下方安装有传送带一，传送带一出口端下方安装有铁质回收箱和倾斜的传送带二，传送带二上方是检测子系统二，传送带二出口端下方安装有倾斜的传送带三，传送带三入口端的下方安装有传送带六，传送带六上方安装有检测子系统一，下方安装有玻璃瓶回收箱、塑料瓶回收箱和其他回收箱，本发明运用多级方式进行分类，使得分类更加精细，提高垃圾回收利用，从给料到分类出垃圾实现全自动化，生产效率高，集成化程度高，各个环节紧凑，与传统垃圾处理场地相比，系统占地面积小，节省空间。
一种城市垃圾智能分拣系统

[发明专利]多模态鲁棒自抗扰运动控制方法及系统-CN202210063377.6有效
发明人：王常虹;王冠;夏红伟;马广程 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明涉及多模态鲁棒自抗扰运动控制方法及系统。所述方法包括依次执行的如下步骤：根据被控系统信息，判断被控系统当前所处的控制模态；其中，所述被控系统信息包括被控系统的状态信息；根据所述被控系统当前所处的控制模态，确定与所述被控系统当前所处的控制模态对应的理想控制指令；根据所述被控系统信息和所述理想控制指令，确定所述被控系统的实际控制指令。本发明的控制方法及系统能够实现所述控制方法能够实现对理想控制指令的修正得到实际控制指令，抑制不同模态控制规律转换时被系统的瞬态响应，实现多模态系统的控制，提高了控制精度以及被控系统的稳定性，使得多模态被控系统具有较强的鲁棒性。
多模态鲁棒运动控制方法系统

[发明专利]一种模拟火星引力的执行装置-CN202111157520.X在审
发明人：孟祥瑞;王常虹;马广程;夏红伟;李远伟;钟佳朋 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-09-30 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种模拟火星引力的执行装置，属于多自由度运动控制领域。本发明初始状态利用牵引模块将三自由度运动模组与探测器进行固定，即音圈电机动子部件线圈及线圈固定架的有效线圈保持在定子部件永磁体之间，到达指定位置牵引模块的弹性连接模块与气动抓手分离，此时给引力音圈电机线圈上施加指定大小的电流，线圈及线圈固定架受到的安培力方向指向探测器，探测器上的引力音圈电机定子部件受到的安培力方向与线圈受到的作用力方向相反指向火星模拟点，大小与线圈受到的安培力相等，此探测器受到的作用力即为模拟的火星引力。本发明通过全物理仿真试验实现火星探测器捕获全过程，此结构原理简单，操作方便，具有模拟的引力大小精度高的优点。
一种模拟火星引力执行装置

[发明专利]空间非合作目标相对导航地面验证系统-CN202210063084.8在审
发明人：王常虹;张大力;夏红伟;马广程 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-01-20 - 公布日： 2022-03-11 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种空间非合作目标相对导航地面验证系统，该系统包括：双星模拟器、视觉相对导航装置、动力学仿真机、电控装置和综合监控装置，视觉相对导航装置用于获取双星模拟器的位姿信息进行导航解算，得到导航结果并发送至动力学仿真机；动力学仿真机用于根据接收到的所述导航结果，对所述追踪星和所述目标星进行在轨轨道姿态动力学仿真，确定追踪星的实时动力学数据和目标星的实时动力学数据并发送至电控装置；综合监控装置用于生成控制指令并发送至双星模拟器。该系统能够有效地对非合作目标的相对导航算法进行高精度验证，提高了系统的适用性。
空间合作目标相对导航地面验证系统

[发明专利]多约束条件下的姿轨一体跟踪控制方法、装置-CN202210123550.7在审
发明人：王常虹;张大力;夏红伟;马广程;李同顺;朱文山 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-10 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明涉及多约束条件下的姿轨一体跟踪控制方法、装置，所述方法包括：步骤S1，建立航天器姿轨一体化动力学模型；步骤S2，根据所述航天器姿轨一体化动力学模型，建立抗欠驱动的相对运动姿轨一体化控制器；步骤S3，所述相对运动姿轨一体化控制器对跟踪航天器的执行机构进行控制。既考虑了欠驱动情况下的姿轨一体化控制问题，与未考虑欠驱动的控制相比，收敛速度更快，能量消耗更少，控制性能得到了极大的提高。设计的一体化控制器控制效率高、稳定性好，能够有效提高卫星控制系统长期在恶劣环境下工作的可靠性和安全性。
约束条件下一体跟踪控制方法装置

[发明专利]卫星跟踪指向控制地面仿真系统效能评估方法-CN202210123783.7在审
发明人：王常虹;夏红伟;马广程;张桀睿;李同顺;朱文山;李莉 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2022-02-10 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了一种卫星跟踪指向控制地面仿真系统效能评估方法，该方法包括：构建卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统的层次模型结构；确定层次模型结构中每层相似元的权系数和相似元的相似值；对仿真系统与实际系统的相似程度进行跟踪对比，基于相似元的相似值确定仿真系统中每层相似元的相似度；根据每层相似元的权系数和每层相似元的相似度，确定仿真系统的系统相似度，系统相似度用于对仿真系统进行效能评估。该方案能够建立起该系统所对应的层次模型，通过与实际系统进行对比，最终得到整个仿真系统的效能分析结果，以此验证整个仿真系统的有效性与可行性，使得卫星跟踪指向控制地面仿真系统能够极大程度地贴近真实系统，提高了系统的适用性。
卫星跟踪指向控制地面仿真系统效能评估方法