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[发明专利]一种卫星姿控全物理模拟平台质量特性数字化智能调整装置与方法-CN202311044530.1在审
发明人：夏红伟;乔鑫;马广程;王常虹;马长波;李莉;温奇咏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-08-18 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明提出了一种卫星姿控全物理模拟平台质量特性数字化智能调整装置与方法；根据三轴气浮台设计文件，数字化智能模块得到初始状态下的质心三维位置、体心三维位置，同时，数字化智能模装将三轴气浮台设计文件中各个模块的质量、尺寸存入数据库中；数字化智能模块对三轴气浮台进行分区，得到三轴气浮台初始状态，结合全局观测相机，得出配重块的数据及放置位置；当增加其他载荷时，在输入新增载荷的信息并结合当前每个分区的占位情况得出新增载荷的推荐安装位置；给出推荐的配重块安装位置，在保证三轴气浮台稳定的状态下进行配重块的增加。
一种卫星姿控全物理模拟平台质量特性数字化智能调整装置方法

[发明专利]飞行器机动可变弹道地面模拟飞行试验技术-CN202310936215.3在审
发明人：夏红伟;王冠;马广程;李莉;王常虹;考永贵 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： B64F5/60 文献下载
摘要：本发明提供了一种飞行器机动可变弹道地面模拟飞行试验技术，属于飞行器地面仿真领域技术领域。本发明包括地面模拟系统和数字孪生系统；地面模拟系统主要包括六自由度平台以及电控子系统；数字孪生系统主要包括建模仿真子系统以及数据管理子系统。本发明以地面模拟飞行试验为基础，充分发挥建模仿真与数字孪生的优势，加强以上两种技术的相互融合。其中，包括飞行器几何建模、流场数值仿真以及飞行仿真在内的建模仿真手段为地面模拟试验提供了基础准备，地面模拟试验为飞行器提供了更接近真实工况的半物理仿真环境。
飞行器机动可变弹道地面模拟飞行试验技术

[发明专利]带跟瞄装置的航天器姿态控制物理仿真系统及其评估方法-CN202310927804.5有效
发明人：夏红伟;冯晨;马广程;王常虹;考永贵;温奇咏;马长波 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-07-27 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：带跟瞄装置的航天器姿态控制物理仿真系统及其评估方法，属于航天器仿真技术领域，解决缺乏针对带有跟瞄装置的有效的航天器姿态控制物理仿真系统问题。本发明的系统包括：采用悬吊法进行跟瞄装置的重力卸载并设计有帆板振动模拟装置、扰动模拟装置，针对该卫星地面全物理仿真系统，给出主客观结合效能评估方法；建模时综合考虑卫星平动转动、太阳帆板振动与转动及跟瞄装置转动等因素；在控制律设计中引入RBF神经网络进行实时估计并结合反步法以及滑模思想进行控制律设计；结合PPF正位置反馈抑制器与粒子群最优化算法进行反馈参数选取设计一款最优正位置反馈抑制器。本发明适用于带有跟瞄装置的航天器姿态控制的物理仿真。
装置航天器姿态控制物理仿真系统及其评估方法

[发明专利]一种复杂多约束条件下的追踪星轨迹规划方法-CN202310761829.2在审
发明人：夏红伟;张大力;考永贵;王常虹;马广程;温奇咏;马长波 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： G06F17/11 文献下载
摘要：本发明提供了一种复杂多约束条件下的追踪星轨迹规划方法，属于航天器轨迹规划技术领域。本发明方法包括：建立考虑J2项摄动的相对运动模型；采用轨道偏差演化分析方法构造安全约束和鲁棒性能指标；引入敏感器视场约束、执行机构控制受限约束和对地通信约束，最大程度的贴近实际任务场景；以鲁棒性能和燃料最优作为优化目标，采用非支配排序遗传算法求解最优控制问题。本发明考虑了多种复杂约束条件对任务的影响，并给出了数学表述，使得规划轨迹更加贴近工程实际，最大程度的保证了任务的安全性，同时根据轨迹偏差传播设计了鲁棒性能指标，能够有效提高方法对外在影响的鲁棒性。本发明不再局限于只能针对合作目标的限制，提高了方法的适用性。
一种复杂约束条件下追踪轨迹规划方法

[发明专利]基于气液悬浮技术的卫星全物理仿真装置与方法-CN202310896061.X有效
发明人： 马广程;张伟伦;夏红伟;温奇咏;马长波;李莉;王常虹 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-07-21 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：基于气液悬浮技术的卫星全物理仿真装置与方法，属于飞行器控制与地面仿真技术领域，解决卫星全物理仿真系统复杂、且不能实现平动，同时模拟适用范围较小并且模拟精度不高问题。本发明的装置包括：图像获取装置、靶标、仪表平台、气浮导轨、气浮轴承、水箱气瓶组、浮箱、水箱、气足和平台；没有悬线以及放置悬线的龙门架等所以结构简单；该装置上方无悬线与仪表平台相连接，无接触该装置相比于含有悬线等的三维模拟装置，结构简单；相比于现有磁液悬浮技术只能模拟垂向微重力模拟，该装置有平动机构，因此能够实现三自由度模拟，该装置相比于磁液悬浮系统，具有能够模拟三自由度运动的优点。本发明适用于航天器三维平动模拟。
基于悬浮技术卫星物理仿真装置方法

[发明专利]基于计算机视觉的大型柔性结构振动模态辨识方法与试验装置-CN202310566207.4在审
发明人：夏红伟;解源;李莉;马广程;安昊;考永贵;马长波 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-18 - 公布日： 2023-08-18 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于计算机视觉的大型柔性结构振动模态辨识方法与试验装置，属于仿真测试技术领域。本发明方法步骤如下：相机建模与标定；采集图像；图像预处理；合作靶标轮廓提取；合作靶标质心计算；合作靶标星体坐标解算；合作靶标星体坐标转换；卡尔曼滤波处理；频谱分析。本发明相较于传统振动测量方法与装置具有非接触式、高精度、低辨识误差、易部署等特点，不仅能够在全局范围下进行多点测量，还能够在降低在轨设备复杂度的前提下实现柔性附件振动位移的高精度测量。
基于计算机视觉大型柔性结构振动辨识方法试验装置

[发明专利]航天器活动载荷残余力矩残余角动量在线卸载装置与方法-CN202310559377.X在审
发明人：夏红伟;乔鑫;马广程;马长波;考永贵;王常虹 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-05-18 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： B64G1/66 文献下载
摘要：本发明提供了航天器活动载荷残余力矩残余角动量在线卸载装置与方法，属于残余力矩残余角动量在线卸载领域。本发明在线卸载装置包括两个单框架控制力矩陀螺和两个飞轮，两个单框架控制力矩陀螺的框架轴沿x正方向平行安装，卸载沿z轴和y轴力矩或者单z轴残余力矩；两个飞轮分别安装在x负半轴和y正半轴上，卸载x和y轴上的残余力矩。本发明在线卸载方法为系统运作，将当前跟瞄装置产生的残余力矩信息发送给星载控制计算机进行模式筛选，将收集到的残余力矩信号进行比较分析。本发明应用的陀螺个数少能够减轻系统重量，节省财力物力；针对该活动载荷对角动量与力矩产生进行分析，选择了更少陀螺实现了相同的功能。
航天器活动载荷残余力矩角动量在线卸载装置方法

[发明专利]双星高速交会运动时空同步模拟装置及其方法-CN202310333954.3有效
发明人：王常虹;徐珂雨;马广程;夏红伟;马长波;温奇咏 -专利权人：伸瑞科技（北京）有限公司;哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-31 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种双星高速交会运动时空同步模拟装置及其方法，属于航天器地面仿真技术领域。该装置包括单轴气浮平台和同轴多自由度目标运动模拟器。单轴气浮平台用于模拟任务卫星本体，其上设置目标探测器和卫星GNC系统，由卫星GNC系统控制气浮平台实现任务卫星的指向和姿态运动。同轴多自由度目标运动模拟器用于模拟目标卫星在两星交会区域内的运动和外部特征，其包括目标卫星姿轨计算系统、多自由度伺服机构和目标特性模拟器。本发明利用自成一体的闭环反馈控制系统能更加接近于真实太空环境中的双星情况，还通过倾斜臂或拱形臂设置，使目标卫星更接近于真实卫星运动轨迹，且更利于仰角效果模拟，模拟自由度大，模拟运动范围广，精度高。
双星高速交会运动时空同步模拟装置及其方法

[发明专利]绳网拖曳地面试验中的重力卸载与距离相模拟装置与方法-CN202310199904.0有效
发明人：李宇轩;马广程;夏红伟;王常虹 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-06 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： B64G7/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种绳网拖曳地面试验中的重力卸载与距离相模拟装置与方法，属于航天器地面仿真技术领域，其中，装置主要包括：距离相模拟系统、重力卸载系统、传感器补偿系统和通讯系统，距离相模拟系统安装在绳网拖曳地面仿真系统的目标卫星模型上；重力卸载系统套在绳网拖曳地面仿真系统的绳索上；距离相模拟系统和重力卸载系统均通过通讯系统与绳网拖曳地面仿真系统和外界环境通信，传感器补偿系统通过通讯系统与绳网拖曳地面仿真系统通信。该装置可消除绳网拖曳地面仿真过程中重力对绳索以及拉力传感器的影响，且能随绳索的释放和收紧灵活改变卸载的重力大小，同时降低远距离地面仿真对实验空间的需求，降低了实验成本。
拖曳地面试验中的重力卸载距离模拟装置方法

[发明专利]航天器GNC系统高仿真度分布式仿真装置与方法-CN202310212685.5有效
发明人：李宇轩;马广程;夏红伟;王常虹 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-08 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种航天器GNC系统高仿真度分布式仿真装置与方法，属于航天器地面仿真技术领域，其中，装置包括：测量系统、GNC系统、姿态动力学全物理仿真系统、轨道动力学数字仿真系统、运动系统、综合监控系统和VR/MR视觉模拟系统，待仿真卫星设备安装在运动系统上；测量系统分别与卫星和GNC系统连接；GNC系统与姿态动力学全物理仿真系统和轨道动力学数字仿真系统连接，两个仿真系统都与运动系统连接；综合监控系统分别与测量系统、轨道动力学数字仿真系统、运动系统和VR/MR视觉模拟系统连接。该装置可以仿真卫星的六自由度运动，还可观察卫星的运行轨道和姿态，直观判断卫星控制算法的控制效果。
航天器 gnc 系统仿真分布式装置方法

[发明专利]一种轴端和末端共用ENDAT的方法-CN202310134702.8在审
发明人：李云玲;郭海兵;于美;马广程;夏红伟;张恒;张寒冰 -专利权人：江苏海洋大学
申请日： 2023-02-17 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G05B19/042 文献下载
摘要：本发明公开了一种轴端和末端共用ENDAT的方法，驱动器和控制器共同连接到一套ENDAT上；驱动器按照正常流程，周期性读取ENDAT的角度信息，控制器端首先寻找时钟保持40us高电平的时间段；控制器端只是对时钟线CLK进行计数，等待驱动器模式字输出完成；控制器端等待ENDAT起始信号的到来，进行角度数据的采集，设置超时机制，一旦在固定时间内起始信号未到来；控制器端数据线DATA相对于时钟线CLK在距离远时，会有延时，在控制器端进行延时补偿,并设置使能机制，本发明可以实现轴端和末端共用同一路ENDAT实现伺服控制，大大简化了系统的设计，降低了成本；通用性强，可移植性强；本发明实现了轴端和末端ENDAT的延时补偿，可以适用于任意速率和距离的ENDAT，适应性强。
一种末端共用 endat 方法

[发明专利]一种通用RS232并联使用的方法-CN202211630708.6在审
发明人：李云玲;郭海兵;于美;马广程;安昊;陈济泽 -专利权人：江苏海洋大学
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： H04L12/40 文献下载
摘要：本发明公开了一种通用RS232并联使用的方法，设置RS232的发起设备和被动设备；发起设备发送差分端和接收端设置上拉电阻、下拉电阻、差分电阻；发起设备端的发送使能和接收使能不需要进行控制，被动设备端接收端不需要进行使能，发送端需要进行使能；通讯由主机发起，发起设备根据要通讯的从设备的数量；设置重发机制，在对应的被动设备没有做出响应的情况下，发起设备通过超时时间，重新发起通讯，保证通讯的可靠传输。本发明将所有设备的接在一套RS232上，通讯可以由任意设备发起，并且实现了任意设备之间的通讯，可以实现任意多个的RS232设备进行连接，节省了点对点方式造成的资源的浪费，同时简化了线缆连接的方式，实现方式简便，大大降低了成本。
一种通用 rs232 并联使用方法

[发明专利]基于物联网数据融合的高精度姿态测量装置与方法-CN201910764506.2有效
发明人：夏红伟;张昊翔;安昊;李莉;马广程;钟超 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-08-19 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： G01C21/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于物联网数据融合的高精度姿态测量装置与方法，属于物联网高精度测量技术领域。本发明中测量基准平面位于待测目标的上方，激光测距仪均垂直于待测目标的上表面安装，激光线与测量基准平面相交得到光斑特征点，输出值为发射器到光斑特征点间的距离；测距仪测量得到的自身到测量基准平面之间的距离，被上传至云端姿态解算算法入口处，通过空间矢量运算计算得到待测目标姿态；完成姿态解算后，根据其他模块对结果的请求指令，将结果通过无线网络分发给其他模块。本发明输出结果不会受到环境光照等条件改变的影响，可直接用于姿态解算，能够缩短测量时间，提高系统采样频率和实时性，成本低，模块化程度高。
基于联网数据融合高精度姿态测量装置方法

[发明专利]基于多源信息融合的飞行器导航控制技术仿真装置及方法-CN201910765344.4有效
发明人：夏红伟;刘超越;安昊;李莉;马广程;王常虹 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-08-19 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： G05B17/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于多源信息融合的飞行器导航控制技术仿真装置及方法，属于飞行器地面仿真技术领域。本发明中动力学与运动学仿真机通过光纤网络接收仿真上位机给出的条件和指令后计算数据，将轨道位置信息传输给三维平动运动机构、磁场产生装置、星图模拟装置、侧风模拟装置，将姿态信息传输给三维转动运动机构、无磁三轴转台，后者经计算后产生相应的运动位移、磁场强度、星图、不同大小侧风以及转动角度；惯性组合和星敏感器以及磁探测传感器将测得的信息反馈给动力学与运动学仿真机，侧风传感器和位姿传感器将测得的信息还反馈给控制器，形成大闭环。本发明将多种传感器融合进行地面仿真，适用于各种飞行器模拟测试。
基于信息融合飞行器导航控制技术仿真装置方法

[发明专利]基于模糊滑模控制的无人机自主抗风智能控制方法-CN201811155131.1有效
发明人：夏红伟;吕家启;王常虹;马广程;马长波 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-09-30 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G05B13/04 文献下载
摘要：本发明提供了基于模糊滑模控制的无人机自主抗风智能控制方法，属于飞行器地面仿真领域。本发明智能控制方法为：建立引入风速因子的无人机动力学公式；滑模变结构控制器的设计：通过设计一个滑动模态面s，以误差e和误差变化率为滑模面的变量，由李雅普诺夫定理验证滑模面的收敛性，保证无人机状态变量收敛到目标处；采用RBF神经网络对无人机模型中的近似项实现逼近；将角度θ、角速度作为神经网络的输入，并实时调整神经网络权值函数；通过模糊控制降低滑膜控制器的抖振。本发明利用神经网络的学习能力，实现对无人机模型中的近似项的动态跟踪，提高了准确性；针对控制器中的抖振现象，引入模糊控制提高了符号函数系数的线性化程度，提升了稳定性。
基于模糊控制无人机自主智能方法

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