[发明专利]一种基于机动能力辨识的抗干扰四元数姿态机动路径规划方法

摘要

一种基于机动能力辨识的抗干扰四元数姿态机动路径规划方法，动态调整机动开始时刻，消除干扰；对机动能力进行在线辨识，根据限制条件自主进行最优机动路径规划。可适用于飞行器空间任意角度的姿态调姿轨迹在线规划需求，具有一定的普适性。本发明可有效抑制干扰影响；根据飞行器实际动力学特性在线规划，充分利用机动能力，实现快速大角度机动；规划的姿态机动路径平滑，目标计算精确，稳定性好。且本发明解决干扰造成的偏差过大、超调过大问题；通过评估飞行器的机动能力，使得在不同的飞行时段、故障状态下能够高效率的进行姿态机动；保证大角度机动过程的轨迹平滑。

主权项

1.一种基于机动能力辨识的抗干扰四元数姿态机动路径规划方法，其特征在于步骤如下：(1)判断当前飞行器三轴角速度是否满足姿态稳定状态时角速度要求，若满足进行步骤(2)；若不满足保持当前四元数不变；(2)设飞行器三轴角加速度为设K_i为飞行器执行机构的开关系数，b_3i为当前轴i的力矩系数，K_i表示开关特征量用当前轴i的力矩系数表示初始时刻力矩系数特征量的初值Θ(0)，用三轴角加速度表示观测量y(k)；根据开关特征量力矩系数特征量Θ(k)的初值Θ(0)和观测量y(k)，递推确定力矩系数特征量(3)根据步骤(2)确定的计算姿态机动过程的最大角加速度(4)判断任务要求的姿态机动总时间T是否能够完成姿态机动，若能完成，则根据步骤(3)得到的最大角加速度、任务要求的姿态机动总时间T和姿态角度变化最大量θ，计算满足任务要求的最大角速度ω_max；否则，结束路径规划，无法完成任务；(5)根据当前四元数q_gb和目标四元数q_gm，计算机动四元数q_bm并进行符号归一化处理，再根据符号归一化处理后的q_bm的矢量部分最大值|q_max|，计算三轴机动角加速度(6)根据步骤(3)得到的步骤(4)得到的ω_max和步骤(5)得到的三轴机动角加速度计算加速时间t₂、加速角θ₂和匀速角Δq₀；(7)根据步骤(6)得到的Δq₀的符号，生成相应角速度插值矩阵Γ(ω)；(8)根据步骤(7)角速度插值矩阵Γ(ω)，生成当前程序四元数q_cx(n)，完成路径规划。