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[发明专利]在轨服务航天器多冗余机械臂协同控制方法-CN202311004407.7在审
发明人：岳程斐;孙英杰;王培基;陈雪芹;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）
申请日： 2023-08-10 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提出在轨服务航天器多冗余机械臂协同控制方法，所述方法首先针对搭载4条7自由度机械臂的多臂航天器进行运动学与动力学建模，并进行工作空间分析，以确保目标轨迹始终处于机械臂可达范围内；随后，在航天器展开阶段，当目标臂构型为单臂或对位双臂时，通过非目标机械臂的运动抵消目标机械臂运动对基座位姿的影响以节约燃料与工质；在任务执行阶段，通过雅克比矩阵的伪逆可完成末端空间到关节空间的映射，并通过迭代逐步完成对理想轨迹的逼近，最终得到符合要求的关节解算结果；且通过机械臂与基座的协同，防止机械臂陷入奇异状态，保证其可操作性；最后，在任务完成后的回收阶段采用关节空间的控制，确保系统能够较为精确地回归初始构型。
服务航天器冗余机械协同控制方法

[发明专利]一种基于旋转矩阵的航天器姿态受限下的协同势函数族设计方法-CN202311077815.5在审
发明人：岳程斐;霍涛;陈雪芹;琚啸哲;王培基;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）
申请日： 2023-08-25 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G06F17/10 文献下载
摘要：本发明提出一种基于旋转矩阵的航天器姿态受限下的协同势函数族设计方法，所述方法包括：步骤一、建立姿态限制模型；步骤二、构建协同势函数以处理临界点问题；步骤三、基于协同势函数，构建避障势函数以处理姿态约束问题；步骤四、将所设计的势函数引入控制器设计，实现受限制下姿态全局收敛。所述方法控制算法结构简单，解决了现有技术中临界点问题。
一种基于旋转矩阵航天器姿态受限协同函数设计方法

[发明专利]一种基于多层条件概率运动原语的空间机械臂技能自主学习与优化方法-CN202311068281.X在审
发明人：岳程斐;高添;琚啸哲;陈雪芹;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）
申请日： 2023-08-24 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明提出一种基于多层条件概率运动原语的空间机械臂技能自主学习与优化方法，所述方法用于解决空间机械臂在示教学习中的外插问题(即待学习轨迹从整体上偏离示教区域)，实现技能的外扩和泛化。该方法建立代价模型并结合条件概率的求解，实现了机械臂示教区域的拓展学习和任务层面的技能泛化，构建“多层”框架满足了多种任务约束，通过概率计算取代传统的迭代优化方式，本发明所述方法实现了机械臂技能的快速学习和高效复现。有效提高了空间机械臂在轨操控的灵活性和智能化水平。
一种基于多层条件概率运动空间机械技能自主学习优化方法

[发明专利]一种空间多臂机器人捕获非合作目标的智能协同控制方法和系统-CN202310948682.8在审
发明人：魏承;赵梓良;谷海宇;刘天喜;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-07-31 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种空间多臂机器人捕获非合作目标的智能协同控制方法和系统，涉及空间双臂机器人智能捕获控制领域。解决了经典控制方法在处理复杂的机器人非线性系统以及不确定或动态变化的任务环境时表现出适应能力不足的问题。所述方法包括：构建空间双臂机器人状态空间和动作空间；根据所述空间双臂机器人状态空间和动作空间构建空间双臂机器人以期望轨迹捕获目标的奖励函数；根据所述奖励函数建立基于DDPG的神经网络模型；训练所述基于DDPG的神经网络模型，获取优化模型；根据所述优化模型控制空间双臂机器人对非合作目标进行捕获。本发明应用于航天领域。
一种空间多臂机捕获合作目标智能协同控制方法系统

[发明专利]一种模块化可重构多臂航天器及其重构方法-CN202211005623.9有效
发明人：王宏旭;曹喜滨;岳程斐;柳子然;林涛;张枭 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B64G1/10 文献下载
摘要：本发明提出一种模块化可重构多臂航天器及其重构方法。所述多臂航天器采用模块化设计，其基本构型为单臂构型，所述多臂航天器基本构型包括中心体模块、机械臂模块和末端执行器模块；中心体模块承担数据处理、供能和通信功能；机械臂模块负责末端定位定姿功能；末端执行器模块负责具体操作功能；模块间通过通用机电接口连接，实现模块在轨快速连接。所述多臂航天器及其重构方法能够胜任多样化的在轨服务任务，包括在轨制造、在轨装配、在轨搬运、在轨维护等，并具备后期在轨扩展升级能力，以及在轨可重构，适应多变环境。
一种模块化可重构多臂航天器及其方法

[发明专利]一种面向空间在轨服务的快装快换装置-CN202211053778.X有效
发明人：魏承;魏庆生;岳程斐;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B64G1/64 文献下载
摘要：本发明提出了一种面向空间在轨服务的快装快换装置，属于空间在轨服务机构领域。解决了传统的空间对接装置结构复杂、拓展性差，无法满足未来在轨服务需求的问题。该装置的驱动电机用于驱动后端的螺纹丝杠转动，螺纹丝杠的转动带动与之相配合的T型连接螺母的上下平移运动，T型连接螺母与夹爪驱动滑块相固连，从而带动夹爪驱动滑块在滑杆上下平移运动，夹爪驱动滑块与夹爪铰接，进而带动夹爪收缩和打开，上部连接盘将底部驱动与主动锁紧机构下盘相连接；夹爪用于与被动连接机构相互作用，实现夹持抓取对接功能。本发明具有独特的机械接口和电气接口，可以将各类在轨空间模块稳定、快速地连接在一起，形成具有机电一体化的整体。
一种面向空间服务快装快换装置

[发明专利]一种空间多肢可变构机器人-CN202211060128.8有效
发明人：魏承;魏庆生;岳程斐;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种空间多肢可变构机器人，属于空间在轨变构型机器人领域。解决了针对现有大型航天器平台在轨组装、维修等空间任务需求，如何满足低成本、易部署、易维修的同时，增加机器人的灵活性、可变构性、智能化、功能可拓展性的问题。该空间多肢可变构机器人包括基体、若干机械臂、快装快换装置和末端工具，所述基体上连接有若干机械臂，每个机械臂上安装有末端工具，机械臂和基体之间、机械臂和机械臂之间、机械臂和末端工具之间均设设置有快装快换装置，用于完成结构间的快速连接。本发明具有灵活变拓扑、灵巧移动、多功能操作、多臂协同操作、组网合作等能力，将用于未来的空间各类目标物的捕获、对接、组装、维修等复杂的任务中。
一种空间可变机器人

[发明专利]针对空间目标消旋捕获与灵巧操控的空间筷子工具-CN202310468195.1在审
发明人：魏承;李小锋;谷海宇;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-04-27 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：本发明提出了针对空间目标消旋捕获与灵巧操控的空间筷子工具，属于空间消旋机构技术领域。解决了现有技术中高速翻滚非合作目标复杂未知状态条件下的空间操作问题。其机械臂结构与卫星基体的基座连接，筷子机构与机械臂结构的末端连接，筷子机构通过有俯仰和偏航两个方向的对称式支点调节变刚度关节与机械臂结构连接，筷子机构包括阻力杆段、可伸缩套筒段和毛刷段，阻力杆段和套筒段之间通过折叠关节连接，套筒段和毛刷段之间产生伸缩运动，筷子机构根据接触力调整长度与构型以适应不同的非合作目标形状，毛刷段为柔性结构，接触刚度较低，用于消章消旋。本发明使用了附有柔性毛的筷子型机构，具备质量轻、可伸缩、高可控性、柔性操作等特点。
针对空间目标捕获灵巧操控筷子工具

[发明专利]一种遥感星座对空中动目标的智能协同跟踪方法-CN202310106923.4在审
发明人：魏承;程禹;刘天喜;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-02-14 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明是一种遥感星座对空中动目标的智能协同跟踪方法。本发明涉及人工智能技术领域，本发明针对遥感星座对HGVs多星协同跟踪问题，设计了多目标凝视跟踪模型和双星几何定位模型，实现对HGVs的跟踪和定位。本发明针对遥感星座对高超声速飞行器的跟踪和定位是天基预警中的关键问题。遥感星座对HGVs的协同定位过程是一个多对多的动态任务分配过程。预警卫星的任务分配存在时序关联性和动态性，因此决策算法将面临解空间较大和容易陷入局部最优的问题。同时，HGVs的高机动性对遥感星座的任务决策算法的实时性提出了新的挑战。
一种遥感星座空中目标智能协同跟踪方法

[发明专利]一种针对空间非合作目标的多臂航天器及抓捕方法-CN202210639983.8有效
发明人：岳程斐;曹喜滨;蔡璧丞;陈雪芹;魏承 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2022-06-08 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种针对空间非合作目标的多臂航天器及抓捕方法，属于在轨服务航天器领域。解决了目前存在的抓捕机构不能够完成对无法提供可利用的抓取特征的目标的抓捕任务的问题。它包括航天器基座和四个机械臂，第一机械臂和第二机械臂对称布置在航天器基座的两个对称的侧面，第三机械臂和第四机械臂对称布置在航天器基座的另两个对称的侧面，在航天器基座的上表面设有弹性缓冲垫；第一机械臂和第二机械臂为七自由度柔性臂，第三机械臂和第四机械臂为七自由度刚性臂，柔性臂和刚性臂均包括七个臂杆，柔性机械臂的七个臂杆之间通过柔性关节连接，柔性臂和刚性臂的用于捕获目标的臂杆为弹性缓冲杆。本发明适用于空间在轨服务航天器。
一种针对空间合作目标航天器抓捕方法

[发明专利]一种磁盘卫星离轨控制方法、装置及计算机存储介质-CN202310539135.4在审
发明人：吴凡;代宇;曹喜滨;陈雪芹;郭金生;李化义 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： B64G1/24 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种磁盘卫星离轨控制方法、装置及计算机存储介质，属于航天器轨道控制技术领域，包括：获取磁盘卫星当前的在轨姿态；根据所述在轨姿态，调整所述磁盘卫星到期望姿态以实现离轨控制；其中，所述期望姿态能够增大所述磁盘卫星受到的大气阻力，即磁盘卫星圆盘面与卫星运行方向垂直，或以磁盘卫星圆盘面沿卫星运行方向不断翻滚。本发明示例基于磁盘卫星特殊的构型特点，通过改变磁盘卫星姿态，增加磁盘卫星大气阻力摄动进行降速，完成对磁盘卫星的离轨控制，使得离轨时间缩短，且无需额外安装离轨装置，方法简单、易行，成本低，占用的卫星资源小且控制简单。
一种磁盘卫星控制方法装置计算机存储介质

[发明专利]巨型卫星星座的拓扑动态演化及维护方法、装置及介质-CN202310041616.2在审
发明人：吴云华;毛雨荷;曹喜滨;邱实;陈雪芹;李宁 -专利权人：南京航空航天大学;哈尔滨工业大学
申请日： 2023-01-12 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： H04B7/185 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种巨型卫星星座的拓扑动态演化及维护方法、装置及介质；该方法可以包括：根据巨型卫星星座中的卫星相对其所归属的卫星拓扑的中心节点卫星的运行状态预测所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的方向；基于所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的方向以及所述卫星的轨道参数预测所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的时间；基于设定的维护周期以及所述卫星脱离所归属的卫星拓扑的时间筛选出需要进行重归属的卫星；为所述需要进行重归属的卫星在候选归属卫星拓扑群中选择最优的新归属卫星拓扑。
巨型卫星星座拓扑动态演化维护方法装置介质

[发明专利]基于随机森林网络的卫星电源系统缺失数据补全方法-CN202211184190.8有效
发明人：刘明;骆天依;曹喜滨;陈雪芹 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-09-27 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06F16/215 文献下载
摘要：基于随机森林网络的卫星电源系统缺失数据补全方法，属于航天器遥测数据处理技术领域，本发明为解决现有卫星在轨数据补全技术存在的问题。本发明方法包括以下步骤：S1、采集卫星电源系统的遥测数据并进行预处理；S2、预处理后全部遥测数据按日期保存为多个.csv文件，各.csv文件数据维度为L×M；S3、利用PCA算法从全部.csv文件中筛选出待补全遥测数据相关特征列N；S4、将步骤S3筛选出来的待补全遥测数据相关特征列N输入至训练好的神经随机森林NRF模型中，获取缺失段数据；S5、将神经随机森林NRF模型输出的缺失段数据与原始数据拼接在一起，获取完整遥测时序数据，完成缺失数据补全。
基于随机森林网络卫星电源系统缺失数据方法

[发明专利]基于MBSE的飞行器公理化设计的系统架构模型及构建方法-CN202211475481.2在审
发明人：魏承;张玉彤;岳程斐;曹喜滨 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-11-23 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G06F8/20 文献下载
摘要：基于MBSE的飞行器公理化设计的系统架构模型及构建方法,涉及系统工程技术领域。解决现有航天飞行器系统存在存出错率高且且效率低的问题。系统架构模型的构建方法为：确定客户需求，然后构建运行概念，得到顶层需求；将顶层需求分类，得到功能需求和设计参数；根据功能需求，得到功能用例，并将功能需求分配功能用例，将功能用例分配设计参数；细化功能用例的流程，得到子行为，将子行为以泳道形式分配设计参数，创建分配矩阵，然后进行解耦，若为非耦合矩阵，则构建设计参数具有的新功能需求和新设计参数，若不是，则重新设计所述功能需求和所述设计参数，进而得到系统架构模型。本发明适用于复杂航天器的总体设计领域。
基于 mbse 飞行器公理化设计系统架构模型构建方法

[发明专利]多臂航天器空间移动的步态规划方法、装置、设备及介质-CN202211552511.5在审
发明人：岳程斐;张枭;曹喜滨;林涛;陈雪芹 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2022-12-05 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G05B13/02 文献下载
摘要：本发明实施例公开了一种多臂航天器空间移动的步态规划方法、装置、设备及介质，属于多臂航天器轨迹规划技术领域；所述步态规划方法包括：制定多臂航天器的步态移动规则；基于所述步态移动规则，确定所述多臂航天器的姿态变化以及机械臂末端的位置姿态变化所对应的步态序列；基于所述步态移动规则及所述步态序列，确定步态决策规则；基于能耗最优原则，对所述步态决策规则进行优化设计以确定最终的步态规划结果。本发明实施例提供的步态规划方法能够针对空间失重的特性实现异面移动。
航天器空间移动步态规划方法装置设备介质

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