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[发明专利]一种计及铰链间隙的柔性航天器动力学建模方法-CN201911193026.1有效
发明人：孙杰;刘付成;朱东方;孙俊;黄静 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-11-28 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种计及铰链间隙的柔性航天器动力学建模方法，该方法包括以下步骤：步骤1：构建锁定后含间隙的铰链力学模型；步骤2：展开锁定后具有含间隙铰链的柔性体动力学建模；步骤3：展开锁定后具有含间隙铰链的柔性航天器刚柔耦合非线性动力学建模；步骤4：采用Newmark算法，求解柔性航天器刚柔耦合非线性动力学模型，并分析复杂外载荷条件下含间隙铰链的柔性航天器动力学响应。本发明克服了传统的柔性航天器建模方法中未考虑铰链间隙影响的缺陷，可以细致刻画局部的铰链接触碰撞，能够准确描述铰链间隙对柔性航天器的姿态运动及柔性振动的影响，且方法适用性强，为实现柔性航天器的高精度高稳定性指向控制提供精确和高效的动力学模型。
一种铰链间隙柔性航天器动力学建模方法

[发明专利]一种桁架天线的动力学等效连续体建模方法-CN201911253322.6有效
发明人： 刘付成;孙杰;孙俊;朱东方;黄静 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2019-12-09 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明公开了一种桁架天线的动力学等效连续体建模方法，包括以下步骤：从周期性桁架天线中提取一个天线子单元进行分析；将天线子单元中纵梁的形状记忆复合材料等效为各向同性材料，并考虑铰链的连接特性，计算天线子单元的应变能及动能；基于能量等效原理，建立桁架天线的动力学等效连续体模型；桁架天线动力学等效连续体模型的有效性验证，并修正纵梁形状记忆复合材料的等效材料参数。本发明考虑纵梁形状记忆复合材料的材料特性及铰链的连接特性，使所建的桁架天线等效连续体模型更精确，并提供了一种工程实用的修正形状记忆复合材料等效材料参数的方法，同时，本发明公开的建模方法流程清晰，算法实现便捷，适合工程上的应用和推广。
一种桁架天线动力学等效连续建模方法

[发明专利]一种高精度轨道计算方法-CN202111485208.3有效
发明人： 刘付成;何益康;马雪阳;林书宇;谢任远;余维;周连文;沈怡颹;李苗;杨波 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2021-12-07 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01C21/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种高精度轨道计算方法，包括：根据不同的轨道参数受摄动力的影响不同，以及星上轨道预报精度需求，选取不同的基函数，建立基于所述基函数的星上轨道预报模型；根据地面测控系统进行高精度轨道预报，获取所述基函数的系数向量矩阵的估计值；根据所述系数向量矩阵和所述星上轨道预报模型，通过递推得到惯性位置和惯性速度；上注系数向量矩阵和初始时刻的系统钟，本发明提高了卫星星上预报的精度，大幅度简化了卫星星上基于轨道动力学的轨道预报模型的复杂程度，同时避免了轨道参数地面频繁上注和上注数据过多的问题，降低了星载计算机和地面测控的压力，具有较强的工程可实现性。
一种高精度轨道计算方法

[发明专利]卫星姿态确定精度的提升方法、存储介质和电子设备-CN202111591129.0有效
发明人：叶立军;刘付成;孙锦花;朱文山;尹海宁;张灿恒;李芳华 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2021-12-23 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G01C21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种卫星姿态确定精度的提升方法、存储介质和电子设备，该方法包括：获取卫星的控制周期和星敏感器的数据更新周期；根据控制周期和数据更新周期确定一个控制周期内采样星敏感器姿态数据的采样数据数量；根据控制周期、数据更新周期和数据采样数量确定星敏感器姿态数据的采样周期；获取每一采样周期的采样数据，并对一个控制周期内所有采样周期的采样数据进行数据融合处理，得到与控制周期对应的目标采样数据，以通过目标采样数据进行星敏感器的姿态解算。本发明能够在不增加任何硬件的前提下提高卫星姿态确定精度，并可避免姿态数据四元数中存在参数过0而导致的姿态跳变问题。
卫星姿态确定精度提升方法存储介质电子设备

[发明专利]空间碎片绳系拖曳离轨目标姿态章动抑制控制方法及系统-CN202010116787.3有效
发明人： 刘付成;姜泽华;卢山;刘禹;徐晨;王焕杰;吕若宁 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-02-25 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G05D15/00 文献下载
摘要：本发明公开一种空间碎片绳系拖曳离轨目标姿态章动抑制控制方法及系统，属于航天器姿态动力学与控制领域。本发明实现方法为：将碎片目标与绳网组合体采用刚体的假设后，采用刚体旋转运动的欧拉方程建立绳系拖曳系统的动力学模型；分析设计基于对机械能进行耗散的常值张力切换控制方法；通过测量绳结点距离两星连线的距离或观测系绳方向与两星之间连线的夹角间接地反映绳结点的运动，为切换张力控制方法的切换条件选取提供依据。本发明用于对空间碎片进行飞网捕获后拖曳离轨过程中对碎片目标的姿态章动进行快速、有效抑制，保证拖曳过程中不会发生系绳缠绕等风险，为安全、高效完成空间碎片主动清除任务提供技术支撑。
空间碎片拖曳目标姿态章动抑制控制方法系统

[发明专利]一种基于多点测量的火星轨道地面精确模拟方法-CN202310510248.1在审
发明人：聂钦博;曹赫扬;刘付成;夏堃;朱津津;许贤峰 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2023-05-08 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多点测量的火星轨道地面精确模拟方法，步骤1：将5个红外反光球安装在飞行器模拟器表面，利用红外相机进行标定；步骤2：当飞行器模拟器开始在气悬浮平台上运动时，通过8台红外相机对飞行器模拟器上的红外反光球进行连续拍摄，并将拍摄的图像信息通过数据传输系统实时传送给数据处理计算机；步骤3：数据处理计算机收到图像信息后，计算各个时刻红外反光球的空间位置信息，进而确定飞行器模拟器的运动轨迹和姿态变化。本发明补充了飞行器的轨迹运动测量模拟，以提供真实轨道信息测量，为全物理轨道控制策略验证提供了轨控结果判断依据。
一种基于多点测量火星轨道地面精确模拟方法

[发明专利]一种带有弹簧阻尼结构的半球谐振陀螺-CN202111451580.2有效
发明人： 刘付成;赵万良;段杰;李绍良;荣义杰;应俊 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2021-12-01 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G01C19/5691 文献下载
摘要：本发明公开了一种带有弹簧阻尼结构的半球谐振陀螺，包括半球谐振子、石英基座和金属基座，所述半球谐振子连接至所述石英基座上，所述石英基座与所述金属基座通过弹簧阻尼结构连接，所述弹簧阻尼结构设置于所述半球谐振陀螺的内部。本发明将通过弹簧阻尼结构，将减震系统一体化设置于半球谐振陀螺的内部，充分利用了陀螺内部多余的空间，还解决了半球谐振陀螺的石英基座和金属基座的连接处振动放大的问题。
一种带有弹簧阻尼结构半球谐振陀螺

[发明专利]一种基于牛顿迭代的火星探测器二次制动捕获控制方法-CN202010120460.3有效
发明人：冯建军;鲁启东;印兴峰;施桂国;刘付成;姜丽辉 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-02-26 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G05D1/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于牛顿迭代的火星探测器二次制动捕获控制方法，捕获制动期间火星探测器发生故障后，星上计算机复位，之后，采用基于牛顿迭代捕获制动优化方法，对火星探测器进行二次制动，保证探测器在火星捕获制动过程中能够顺利进入目标轨道，针对捕获制动期间的故障，能够自主设计二次捕获制动策略。另外，还设置了捕获制动的安全区间，包括制动捕获的最短点火时长和最长点火时长，当星上时间在最短点火时长和最长点火时长区间内，速度增量达到标称速度增量，或者星上时间达到最大点火时长，执行发动机关机操作，使火星探测器在制动捕获时既能形成环火轨道又不会由于点火时间过长而撞击到火星上，保证火星制动捕获的安全性。
一种基于牛顿火星探测器二次制动捕获控制方法

[发明专利]一种适用于火星探测的三计算机数据交互与表决方法-CN202010144763.9有效
发明人： 刘付成;谭晓宇;秦捷;吴梦璇;何峰;操宏磊 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-03-04 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： G06F9/54 文献下载
摘要：一种适用于火星探测的三计算机数据交互与表决方法，本发明在星载计算机系统内部单独设置硬件共享内存，各个计算机直接通过CPU芯片与共享内存之间的IO接口访问内存地址获取其他计算机提供的交互信息和写入本机的交互信息；每次写本机的交互信息时同时，按字节依次写入内存三个地址，每次读取其他计算机的交互信息时，按字节从内存三个地址依次读取交互信息，读数结束后再进行3取2的表决，确定最终的交互信息；计算机软件读取到其他计算机软件发送的交互信息后，与本机的信息再进行3取2的表决，按照表决结果更新本机的控制信息，最终完成信息交互，统一三计算机的控制软件运行状态。
一种适用于火星探测计算机数据交互表决方法

[发明专利]视频处理方法-CN201811433589.9有效
发明人：张刘;刘付成;张皓晨;张冠宇;孙俊;陈赟;韩飞;彭扬 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-11-28 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G06T7/254 文献下载
摘要：公开了一种视频处理方法，用于提高动态目标在初始视频图像背景中的显著度，该方法包括：对初始视频中的第一图像集和第二图像集进行叠加差分运算得到差分图像；以及对差分图像进行连续的灰度变换迭代运算，当差分图像的信背比达到设定值时，停止迭代并输出结果图像，其中，差分图像包括信号区域和背景区域，动态目标位于信号区域内，信背比由信号区域的平均灰度值与背景区域的平均灰度值之比确定。对初始视频中的第一图像集和第二图像集进行叠加差分运算，得到平滑的差分图像以避免处理结果出现大量干扰像素点或虚假目标，对差分图像进行连续的灰度变换迭代运算，输出结果图像的目标信号及其显著，便于提取与识别的暗弱目标增强算法。
视频处理方法

[发明专利]一种周期桁架结构的等效板动力学建模方法-CN202211699412.X在审
发明人：孙俊;孙杰;朱东方;晏筱璇;刘付成 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2022-12-28 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开一种周期桁架结构的等效板动力学建模方法，包括：基于Mindlin板理论，将周期桁架单元的应变高阶泰勒展开并进行修正，以得到表征等效板横向振动和面内振动的周期桁架单元应变描述；根据周期桁架单元的应变描述，计算周期桁架单元的应变能和动能；根据能量等效原理及周期桁架单元的应变能和动能，计算周期桁架结构等效板的等效刚度矩阵和等效惯性矩阵；对等效板的等效刚度矩阵和等效惯性矩阵进行降维，以构建周期桁架结构的正交各向异性等效Mindlin板动力学模型。本发明突破了传统等效梁模型无法刻画横截面宽度方向上分布铰链力学特征的难题，同时解决了传统等效板模型存在的未考虑描述周期桁架结构侧向弯曲振动的问题。
一种周期桁架结构等效动力学建模方法

[发明专利]一种星群协同控制地面仿真系统-CN202011357786.4有效
发明人：刘超镇;刘付成;韩飞;刘珊珊;孙玥;孙炳磊 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-11-27 - 公布日： 2023-03-17 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种星群协同控制地面仿真系统，包含通信连接的数学模拟子系统与物理模拟子系统；所述数学模拟子系统用于根据总体任务生成任务指令数学仿真星群全员全状态的动力学和运动学，并根据数学模拟子系统内部实时反馈的星群仿真数据及物理模拟子系统实时反馈的卫星模拟数据实时协同控制星群的在轨运动；所述物理模拟子系统用于根据数学模拟子系统生成的任务指令物理模拟星群中任意颗卫星间的相对动力学和动力学，并实时采集卫星模拟数据发送至所述数学模拟子系统。本发明采用数学和物理联合仿真实验的方式，实现了大规模星群的协同控制，解决了大规模星群地面试验真实性差的问题。
一种星群协同控制地面仿真系统

[发明专利]一种含摩擦边界的板结构模态求解方法-CN202011337749.7有效
发明人：孙杰;刘付成;朱东方;孙俊;黄静 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-11-25 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种含摩擦边界的板结构模态求解方法，其实现步骤是：针对含间隙摩擦边界的板结构，以薄板为例，首先构建含摩擦边界的薄板结构的能量泛函；然后利用均匀分布弹簧来模拟一般的弹性边界条件，采用二维改进的Fourier级数展开来描述板的横向位移和面内位移；最后根据Rayleigh‑Ritz法推导含摩擦边界的薄板的特征方程，求得固有频率和特征向量，从而通过位移容许函数获得薄板的解析模态函数。本发明克服了传统的薄板模态函数求解中未考虑铰链间隙摩擦影响的缺陷；适用于一般边界条件及具有复杂形状的薄板，工程适用性强；采用半解析方法，相比传统有限元等数值算法计算效率更高，更适于动力学分析和控制律设计。
一种摩擦边界板结构模态求解方法

[发明专利]含摩擦边界的柔性航天器动力学建模方法-CN202011347349.4有效
发明人：孙杰;刘付成;朱东方;孙俊;黄庭轩 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-11-26 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G06F30/15 文献下载
摘要：本发明公开了一种含摩擦边界的柔性航天器动力学建模方法，包括：构建含摩擦边界的柔性航天器能量泛函；模拟所述柔性航天器中的柔性结构的一般边界条件，并构造所述柔性航天器中的柔性结构的位移容许函数；根据所述含摩擦边界的柔性航天器能量泛函以及所述位移容许函数，求解所述柔性航天器的全局解析模态函数；根据所述柔性航天器的模态函数得到所述柔性航天器的低维解析刚柔耦合动力学模型并进行动力学特性分析。本发明解决了传统方法中未考虑边界间隙摩擦对航天器固有特性影响的缺陷的问题；方法适用性强，可应用于一般边界条件，并可以便利处理具有复杂形状柔性体的航天器；获得了低维解析动力学模型，便于控制律的设计。
摩擦边界柔性航天器动力学建模方法

[发明专利]一种陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法-CN202011387650.8有效
发明人： 刘付成;叶立军;薛欣;尹海宁;李利亮 -专利权人：上海航天控制技术研究所
申请日： 2020-12-01 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G01C19/64 文献下载
摘要：本发明提供陀螺角速率随机游走和速率斜坡系数的计算方法，包含步骤：S1、在星上计算航天器本体相对于基准系的基准系三轴角速度；S2、基于所述基准系三轴角速度生成三轴陀螺角速度积分值并遥测下传至地面；S3、基于所述三轴陀螺角速度积分值计算航天器三轴Allan方差，分别对所述三轴的Allan方差进行拟合，得到航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数。本发明中在星上计算每个积分周期末节拍的三轴陀螺角速度积分值并下传至地面，大大减少了地面的数据处理量，且计算得到的航天器三轴角速率随机游走系数及速率斜坡系数满足高精度需求。
一种陀螺速率随机游走斜坡系数计算方法

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