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龍圖騰網(wǎng)獲悉中山大學(xué)申請(qǐng)的專利一種基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)的探測(cè)器繞飛小行星姿態(tài)跟蹤控制方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN119911438B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-23發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202411931417.X，技術(shù)領(lǐng)域涉及：B64G1/24；該發(fā)明授權(quán)一種基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)的探測(cè)器繞飛小行星姿態(tài)跟蹤控制方法是由孫慧杰;吳雨瑤;張錦繡;張柏嘉設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2024-12-26向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本一種基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)的探測(cè)器繞飛小行星姿態(tài)跟蹤控制方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明屬于探測(cè)器姿態(tài)跟蹤控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)的探測(cè)器繞飛小行星姿態(tài)跟蹤控制方法，包括以下步驟：步驟1：由探測(cè)器數(shù)學(xué)模型輸出兩個(gè)狀態(tài)變量，分別為姿態(tài)與角速度；步驟2：將姿態(tài)與角速度反饋回控制系統(tǒng)的輸入端，分別與給定的期望姿態(tài)和期望角速度作差，得到誤差姿態(tài)與誤差角速度；步驟3：根據(jù)兩個(gè)誤差狀態(tài)建立探測(cè)器姿態(tài)跟蹤誤差系統(tǒng)，系統(tǒng)中的不確定性與外部干擾被視為總擾動(dòng)，通過自適應(yīng)律來估計(jì)；步驟4：基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)算法設(shè)計(jì)姿態(tài)跟蹤控制器。本發(fā)明提出了基于全驅(qū)系統(tǒng)方法和滑模控制的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器設(shè)計(jì)方法；設(shè)計(jì)的自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器具有控制性能優(yōu)異且調(diào)節(jié)參數(shù)較少的特點(diǎn)。

本發(fā)明授權(quán)一種基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)的探測(cè)器繞飛小行星姿態(tài)跟蹤控制方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)的探測(cè)器繞飛小行星姿態(tài)跟蹤控制方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟1：首先由探測(cè)器數(shù)學(xué)模型輸出兩個(gè)狀態(tài)變量，分別為姿態(tài)σ與角速度Ω； 步驟2：將姿態(tài)σ與角速度Ω反饋回控制系統(tǒng)的輸入端，分別與給定的期望姿態(tài)σd和期望角速度Ωd作差，得到誤差姿態(tài)σe與誤差角速度Ωe； 步驟3：根據(jù)兩個(gè)誤差狀態(tài)建立探測(cè)器姿態(tài)跟蹤誤差系統(tǒng)，系統(tǒng)中的不確定性與外部干擾被視為總擾動(dòng)，通過自適應(yīng)律來估計(jì)； 步驟4：基于自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)算法設(shè)計(jì)姿態(tài)跟蹤控制器u； 所述步驟1中，首先建立探測(cè)器繞飛小行星時(shí)的姿態(tài)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，探測(cè)器的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程表示為： 式中：為修正的羅德里格斯參數(shù)，代表探測(cè)器的角速度，Wσ通過下式計(jì)算： Wσ＝1-σTσI3+2σ×+2σσT2 探測(cè)器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程表示為 式中：代表探測(cè)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，是作用于探測(cè)器3個(gè)本體軸的控制力矩矢量，表示探測(cè)器受到的太陽(yáng)光壓、太陽(yáng)引力干擾合力矩，Ω×為斜對(duì)稱矩陣，定義為： 由于探測(cè)器運(yùn)行過程中自身載荷轉(zhuǎn)動(dòng)和燃料消耗因素導(dǎo)致的內(nèi)部參數(shù)不確定性，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J被表示為： J＝J0+ΔJ4 式中：J0是已知的對(duì)稱正定矩陣，ΔJ代表轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J中的不確定部分；另外，在探測(cè)器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程3中，表示探測(cè)器受到的引力力矩在固連坐標(biāo)系中的分量，計(jì)算方式為： 式中：cmn為旋轉(zhuǎn)矩陣C中的第mn項(xiàng)，m為小行星引力系數(shù)，Rc代表探測(cè)器質(zhì)心到小行星質(zhì)心的距離，并且定義系統(tǒng)參數(shù)變量a和b分別為 式中：R0為小行星的參考半徑，C20和C22為球諧系數(shù)，I為探測(cè)器所處經(jīng)度，滿足η表示真近點(diǎn)角，ω0表示旋轉(zhuǎn)角速度； 所述步驟2中，當(dāng)探測(cè)器繞飛小行星進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，用σd和Ωd表示目標(biāo)姿態(tài)和目標(biāo)角速度，二者之間的關(guān)系為 探測(cè)器實(shí)際姿態(tài)σ和目標(biāo)姿態(tài)σd之間的誤差σe通過下式計(jì)算 定義誤差角速度為 ω＝Ω-CΩd7 式中：C表示旋轉(zhuǎn)矩陣，可通過下式計(jì)算 式中I3代表一個(gè)3×3的單位矩陣；基于公式6和公式7、姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程1和姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程3，建立如下形式的探測(cè)器姿態(tài)跟蹤誤差系統(tǒng)模型： 式中：代表探測(cè)器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，是作用于探測(cè)器3個(gè)本體軸的控制力矩矢量，表示探測(cè)器受到的太陽(yáng)光壓、太陽(yáng)引力干擾合力矩； 定義狀態(tài)變量則探測(cè)器姿態(tài)跟蹤控制誤差系統(tǒng)模型公式8-公式9轉(zhuǎn)化為 式中： 其中， 所述步驟3中，為了構(gòu)造自適應(yīng)迭代學(xué)習(xí)控制器，設(shè)探測(cè)器姿態(tài)跟蹤誤差系統(tǒng)公式10的總擾動(dòng)項(xiàng)有上界，即 ||z||≤D11式中：D是時(shí)變且未知的參數(shù)； 為了利用全驅(qū)系統(tǒng)方法，設(shè)計(jì)滑模面如下： sk＝Kxk+a∫σek12 式中：K是一個(gè)常值矩陣，需要合理設(shè)計(jì)使其確保矩陣KG可逆，a＞0為控制器參數(shù)；k∈Z+代表迭代次數(shù)，意味著：sk，xk和σek分別代表第k次迭代對(duì)應(yīng)的滑模面，狀態(tài)變量和姿態(tài)跟蹤誤差；對(duì)滑模面求導(dǎo)，可得 此時(shí)，設(shè)上式中的總擾動(dòng)zk為零，利用全驅(qū)系統(tǒng)方法設(shè)計(jì)滑模控制的等效控制項(xiàng)為 zk為總擾動(dòng)，設(shè)計(jì)如下形式的差分型自適應(yīng)律來估計(jì)總擾動(dòng)項(xiàng)的上界D： 式中：γ為常數(shù)，代表自適應(yīng)因子，代表上界D的估計(jì)值。

如需購(gòu)買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人中山大學(xué)，其通訊地址為：510275 廣東省廣州市海珠區(qū)新港街道中大社區(qū)新港西路135號(hào)；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。