本發(fā)明實(shí)施例涉及航天器姿態(tài)控制，特別涉及一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

1、采用具備主動(dòng)指向控制、被動(dòng)隔振環(huán)節(jié)的撓性作動(dòng)器按照一定構(gòu)型組成的指向平臺(tái)組成二級(jí)復(fù)合控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)載荷高精度指向高穩(wěn)定度控制，將成為航天器高品質(zhì)控制必備技術(shù)。

2、隨著航天器的在軌長(zhǎng)期運(yùn)行，其原器件性能參數(shù)降低是不可避免，其中，撓性作動(dòng)器的剛度特性直接關(guān)系著高頻擾動(dòng)衰減特性，影響載荷穩(wěn)定度以及二級(jí)復(fù)合控制參數(shù)選擇，因此，及時(shí)準(zhǔn)確獲取其特性參數(shù)，能夠準(zhǔn)確評(píng)估航天器在軌運(yùn)行狀態(tài)。

3、因此，亟需提供一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定方法，能夠?qū)崿F(xiàn)航天器在軌運(yùn)行期間撓性作動(dòng)器剛度特性參數(shù)的自主標(biāo)定，從而實(shí)現(xiàn)航天器載荷高頻擾動(dòng)衰減性能的準(zhǔn)確評(píng)估。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定方法，由若干個(gè)撓性作動(dòng)器構(gòu)成主動(dòng)指向平臺(tái)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

3、方法包括：

4、步驟s1，基于構(gòu)建得到的撓性作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)學(xué)模型對(duì)每個(gè)撓性作動(dòng)器的輸出力進(jìn)行調(diào)整，以使所述輸出力呈正弦波形式；

5、步驟s2，分別判斷當(dāng)前時(shí)刻所述撓性作動(dòng)器的輸出力是否大于預(yù)設(shè)標(biāo)定閾值；

6、步驟s3，若是，則基于作動(dòng)器柔度標(biāo)定公式對(duì)所述撓性作動(dòng)器進(jìn)行標(biāo)定，得到撓性作動(dòng)器的柔度標(biāo)定值；

7、步驟s4，若否，則將下一時(shí)刻作為當(dāng)前時(shí)刻返回執(zhí)行步驟s2；

8、步驟s5，判斷當(dāng)前時(shí)刻的柔度標(biāo)定值和上一時(shí)刻的柔度標(biāo)定值的差值是否大于標(biāo)定結(jié)束閾值，若是，則返回執(zhí)行步驟s3；

9、步驟s6，若否，則基于當(dāng)前時(shí)刻的柔度標(biāo)定值以對(duì)所述撓性作動(dòng)器的剛度進(jìn)行標(biāo)定。

10、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定裝置，由若干個(gè)撓性作動(dòng)器構(gòu)成主動(dòng)指向平臺(tái)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

11、裝置包括：

12、調(diào)整單元，用于基于構(gòu)建得到的撓性作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)學(xué)模型對(duì)每個(gè)撓性作動(dòng)器的輸出力進(jìn)行調(diào)整，以使所述輸出力呈正弦波形式；

13、第一判斷單元，用于分別判斷當(dāng)前時(shí)刻所述撓性作動(dòng)器的輸出力是否大于預(yù)設(shè)標(biāo)定閾值；若是，則基于作動(dòng)器柔度標(biāo)定公式對(duì)所述撓性作動(dòng)器進(jìn)行標(biāo)定，得到撓性作動(dòng)器的柔度標(biāo)定值；若否，則將下一時(shí)刻作為當(dāng)前時(shí)刻返回執(zhí)行撓性作動(dòng)器的輸出力判定步驟；

14、第二判斷單元，用于判斷當(dāng)前時(shí)刻的柔度標(biāo)定值和上一時(shí)刻的柔度標(biāo)定值的差值是否大于標(biāo)定結(jié)束閾值，若是，則返回執(zhí)行柔度標(biāo)定值的判斷步驟；若否，則基于當(dāng)前時(shí)刻的柔度標(biāo)定值以對(duì)所述撓性作動(dòng)器的剛度進(jìn)行標(biāo)定。第三方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)本說(shuō)明書任一實(shí)施例所述的方法。

15、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)，令計(jì)算機(jī)執(zhí)行本說(shuō)明書任一實(shí)施例所述的方法。

16、另一方面，本申請(qǐng)的實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)設(shè)備的處理器從計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)讀取該計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序，使得該計(jì)算機(jī)設(shè)備執(zhí)行上述實(shí)施例中任一所述的方法。

17、另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述所述的方法的步驟。

18、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定方法，通過(guò)首先構(gòu)建撓性作動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，基于該運(yùn)動(dòng)學(xué)模型將撓性作動(dòng)器的輸出力調(diào)整為正弦波形式，之后，以預(yù)設(shè)標(biāo)定閾值為基準(zhǔn)，對(duì)每個(gè)時(shí)刻撓性作動(dòng)器的輸出力進(jìn)行判斷，當(dāng)輸出力大于預(yù)設(shè)標(biāo)定閾值時(shí)則對(duì)撓性作動(dòng)器進(jìn)行標(biāo)定，當(dāng)輸出力小于預(yù)設(shè)標(biāo)定閾值，則判斷下一時(shí)刻撓性作動(dòng)器的輸出力是否大于預(yù)設(shè)閾值；最后，若當(dāng)前時(shí)刻和上一時(shí)刻的柔度標(biāo)定值的差值為小于標(biāo)定結(jié)構(gòu)閾值時(shí)則以當(dāng)前時(shí)刻的柔度標(biāo)定值對(duì)撓性作動(dòng)器的剛度進(jìn)行標(biāo)定；通過(guò)上述方式能夠?qū)崿F(xiàn)航天器在軌運(yùn)行期間撓性作動(dòng)器剛度特性參數(shù)的自主標(biāo)定，從而能夠?qū)崿F(xiàn)航天器載荷高頻擾動(dòng)衰減性能的準(zhǔn)確評(píng)估。

技術(shù)特征：

1.一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定方法，其特征在于，由若干個(gè)撓性作動(dòng)器構(gòu)成主動(dòng)指向平臺(tái)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述撓性作動(dòng)器包括依次安裝的被動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)、主動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線位移敏感器；其中，所述被動(dòng)阻尼機(jī)構(gòu)用于為撓性作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)提供被動(dòng)阻尼力，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于為撓性作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)提供主動(dòng)驅(qū)動(dòng)力，所述直線位移敏感器用于測(cè)量所述撓性作動(dòng)器的平動(dòng)位移。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述撓性作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)學(xué)模型如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述撓性作動(dòng)器的輸出力的形式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述撓性作動(dòng)器柔度標(biāo)定公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述撓性作動(dòng)器的剛度通過(guò)如下公式標(biāo)定得到：

7.一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定裝置，其特征在于，由若干個(gè)撓性作動(dòng)器構(gòu)成主動(dòng)指向平臺(tái)以驅(qū)動(dòng)負(fù)載進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

8.一種計(jì)算設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法。

9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)，令計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種撓性作動(dòng)器剛度自主標(biāo)定方法。方法包括：基于構(gòu)建得到的撓性作動(dòng)器運(yùn)動(dòng)學(xué)模型對(duì)每個(gè)撓性作動(dòng)器的輸出力進(jìn)行調(diào)整，以使輸出力呈正弦波形式；分別判斷當(dāng)前時(shí)刻撓性作動(dòng)器的輸出力是否大于預(yù)設(shè)標(biāo)定閾值；若是，則基于作動(dòng)器柔度標(biāo)定公式對(duì)撓性作動(dòng)器進(jìn)行標(biāo)定，得到撓性作動(dòng)器的柔度標(biāo)定值；若否，則將下一時(shí)刻作為當(dāng)前時(shí)刻返回執(zhí)行撓性作動(dòng)器的輸出力判定步驟；判斷當(dāng)前時(shí)刻的柔度標(biāo)定值和上一時(shí)刻的柔度標(biāo)定值的差值是否大于標(biāo)定結(jié)束閾值，若是，則返回執(zhí)行柔度標(biāo)定值的判斷步驟；若否，則基于當(dāng)前時(shí)刻的柔度標(biāo)定值以對(duì)撓性作動(dòng)器的剛度進(jìn)行標(biāo)定。本方案，能夠?qū)崿F(xiàn)航天器在軌運(yùn)行期間撓性作動(dòng)器剛度特性參數(shù)的自主標(biāo)定。

技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)新,湯亮,姚寧,張科備,馮驍,郝仁劍,王有懿,郭子熙,呂高見,邢林峰,薛超,劉建軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京控制工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6