[发明专利]一种航天器姿态机动与稳态控制的平稳切换方法

权利要求书

1.一种航天器姿态机动与稳态控制的平稳切换方法，其特征在于，包括：

(1)将航天器姿态机动过程划分为姿态快速调节阶段、过渡控制阶段和稳态控制阶段，其中，每个阶段均采用比例－微分－积分控制方式；

(2)获取姿态快速调节阶段的控制参数和稳态控制阶段的控制参数，所述控制参数包括比例系数和微分系数；

(3)将所述姿态快速调节阶段的终止时间和所述稳态控制阶段的起始时间分别作为所述过渡控制阶段的起始时间和终止时间，并预置在所述过渡控制阶段的起始时间和终止时间内过渡控制阶段的比例系数极值和微分系数极值；

(4)根据所述姿态快速调节阶段的比例系数、稳态控制阶段的比例系数、过渡控制阶段的比例系数极值、以及所述过渡控制阶段的起始时间和终止时间获取过渡控制阶段每一个时间点的比例系数，并且根据所述姿态快速调节阶段的微分系数、稳态控制阶段的微分系数、过渡控制阶段的微分系数极值以及所述过渡控制阶段的起始时间和终止时间获取过渡控制阶段每一个时间点的微分系数；

(5)根据过渡控制阶段的比例系数以及过渡控制阶段的微分系数，确定过渡控制阶段每一个时间点的期望控制力矩。

2.根据权利要求1所述的一种航天器姿态机动与稳态控制的平稳切换方法，其特征在于，获取过渡控制阶段每一个时间点的比例系数的方法为：

若K_Pt＞max(K_Pm，K_Ps)、K_Pt＜min(K_Pm，K_Ps)、或者K_Pm≠K_Ps且K_Pt＝K_Pm或K_Ps，则根据公式K_P＝a(t-t_T)²+K_Pt进行计算，其中，K_P为过渡控制阶段每一个时间点的比例系数，K_Pt为过渡控制阶段的比例系数极值，K_Pm为姿态快速调节阶段的比例系数，K_Ps为稳态控制阶段的比例系数，t为过渡控制阶段的每一个时间点，a为公式系数，t_T为过渡控制阶段的比例系数极值对应的时间点，t_T＝(t₁·|ΔK_Ps|^0.5+t₂·|ΔK_Pm|^0.5)/(|ΔK_Pm|^0.5+|ΔK_Ps|^0.5)，t₁为所述过渡控制阶段的起始时间，t₂为所述过渡控制阶段的终止时间，ΔK_Pm＝K_Pt-K_Pm，ΔK_Ps＝K_Pt-K_Ps，当t_T＝t₁时，a＝-ΔK_Ps/(t₂-t_T)²，否则a＝-ΔK_Pm/(t_T-t₁)²，ΔK_Pm为姿态快速调节阶段的比例系数与极值的差值，ΔK_Ps为稳态控制阶段的比例系数与极值的差值。