一種載人飛船姿態(tài)控制方法
【專利摘要】一種載人飛船姿態(tài)控制方法，步驟為：（1)判斷載人飛船是否進(jìn)入手動交會對接控制模式，如果進(jìn)入則進(jìn)行下一步，否則退出；(2)判斷手控交會對接允許標(biāo)志，如果允許則進(jìn)行下一步，否則退出；(3)從載人飛船姿軌控分系統(tǒng)獲取有效的原始姿態(tài)角數(shù)據(jù)e4和原始姿態(tài)角速度數(shù)據(jù)ui；(4)預(yù)測載人飛船的目標(biāo)姿態(tài)角0/，6/=ejkUi，其中k為調(diào)整系數(shù)；（5)利用步驟(4)的結(jié)果，計算載人飛船姿態(tài)控制參數(shù)轉(zhuǎn)移矩陣y,，將載人飛船的姿態(tài)角由飛船坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至顯示屏坐標(biāo)系；（6)根據(jù)顯示屏坐標(biāo)系下前后兩個時刻載人飛船姿態(tài)的橫、縱坐標(biāo)變化，由航天員手動對載人飛船的姿態(tài)進(jìn)行實時控制調(diào)整。
【專利說明】一種載人飛船姿態(tài)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種載人飛船的姿態(tài)控制方法，適用于載人飛船進(jìn)入手控交會對接模 式時，航天員在軌手動實現(xiàn)載人飛船的姿態(tài)控制。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，飛行器在軌飛行期間，若需要進(jìn)行姿態(tài)的調(diào)整，通常是在星地鏈路建立后， 通過較復(fù)雜的姿態(tài)控制算法來實現(xiàn)的。這種實現(xiàn)方式由于計算精度等問題會引入誤差，而 誤差無法在軌實時調(diào)整，由此對飛行器的姿態(tài)控制造成不利的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于角速度反饋的 載人飛船姿態(tài)控制方法，通過短期預(yù)測數(shù)據(jù)偏置的方式完成飛船姿態(tài)控制參數(shù)的提取，并 通過信息組合的方式在軌實時計算獲取飛船的姿態(tài)控制參數(shù)，實現(xiàn)了飛船姿態(tài)的在軌實時 調(diào)整，提高了載人飛船姿態(tài)的控制精度。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種載人飛船姿態(tài)控制方法，包括如下步驟：
[0005] (1)首先判斷載人飛船是否進(jìn)入手動交會對接控制模式，如果進(jìn)入手動交會對接 控制模式則進(jìn)行下一步，否則退出；
[0006] (2)判斷手控交會對接允許標(biāo)志，如果允許手控交會對接，則進(jìn)行下一步，否則退 出；
[0007] (3)從載人飛船姿軌控分系統(tǒng)獲取有效的原始姿態(tài)角數(shù)據(jù)Θ i和原始姿態(tài)角速度 數(shù)據(jù)，其中i的取值為1、2和3,分別對應(yīng)載人飛船的偏航姿態(tài)、俯仰姿態(tài)、滾動姿態(tài)；
[0008] (4)利用步驟⑶的結(jié)果，預(yù)測載人飛船的目標(biāo)姿態(tài)角θ/，Θ/ == 0i+kGJi，其 中k為調(diào)整系數(shù)，k = 2f，f為載人飛船姿軌控分系統(tǒng)原始姿態(tài)角數(shù)據(jù)的更新頻率；
[0009] (5)利用步驟（4)的結(jié)果，計算載人飛船姿態(tài)控制參數(shù)轉(zhuǎn)移矩陣M，
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種載人飛船姿態(tài)控制方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 首先判斷載人飛船是否進(jìn)入手動交會對接控制模式，如果進(jìn)入手動交會對接控制 模式則進(jìn)行下一步，否則退出； (2) 判斷手控交會對接允許標(biāo)志，如果允許手控交會對接，則進(jìn)行下一步，否則退出； (3) 從載人飛船姿軌控分系統(tǒng)獲取有效的原始姿態(tài)角數(shù)據(jù)Θ i和原始姿態(tài)角速度數(shù)據(jù) ，其中i的取值為1、2和3,分別對應(yīng)載人飛船的偏航姿態(tài)、俯仰姿態(tài)、滾動姿態(tài)； (4) 利用步驟（3)的結(jié)果，預(yù)測載人飛船的目標(biāo)姿態(tài)角θ /，θ / = θ i+kc〇i，其中k為 調(diào)整系數(shù)，k二2f，f為載人飛船姿軌控分系統(tǒng)原始姿態(tài)角數(shù)據(jù)的更新頻率； (5) 利用步驟（4)的結(jié)果，計算載人飛船姿態(tài)控制參數(shù)轉(zhuǎn)移矩陣M，
將載人飛船的姿態(tài)角由飛船坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至顯示屏坐標(biāo)系，其中-XqC〇S Θ / -yQsin Θ / 和-X(lsin Θ / -yQC0S Θ /分別為轉(zhuǎn)換后顯示屏坐標(biāo)系下載人飛船姿態(tài)角的橫坐標(biāo)和縱坐 標(biāo)； 所述的飛船坐標(biāo)系的原點〇為載人飛船的質(zhì)心，0X指向飛行方向,0Z軸指向地球質(zhì)心， 0Y與0X軸、0Z軸組成右手系；所述的顯示屏坐標(biāo)系的原點在載人飛船控制顯示屏的中心， 橫軸沿水平方向，縱軸沿豎直方向；X。、y Q表示載人飛船的姿態(tài)角映射到顯示屏坐標(biāo)系下的 起始姿態(tài)橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)； (6) 利用步驟（5)的結(jié)果，根據(jù)顯示屏坐標(biāo)系下當(dāng)前時刻和預(yù)測時刻載人飛船姿態(tài)角 的橫、縱坐標(biāo)變化，由航天員手動對載人飛船的姿態(tài)進(jìn)行實時控制調(diào)整。
【文檔編號】G05D1/08GK104216412SQ201410418029
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】趙宏科, 張赤萍, 鐘興旺, 楊 一, 邢進(jìn), 陶曉霞, 吳剛, 吳化軍, 高雷, 范瑞俊 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所