(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111111744.7 (22)申请日 2021.09.23 (71)申请人 北京电子 工程总体 研究所 地址 100854 北京市海淀区永定路5 0号 (72)发明人 海啸　张承龙　李林林　衡勇　 (74)专利代理 机构 北京正理专利代理有限公司 11257 代理人 毛唯鸣 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 119/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种面向冷气推进的空间机器人跟踪控制 方法 (57)摘要 本发明的一个实施例公开了一种面向冷气 推进的空间机器人跟踪控制方法， 包括： S1、 建立 空间机器人的动力学模型， 并引入PID反馈控制， 得到前馈反馈控制模型， 根据前馈反馈控制模型 得到空间机器人的期望推力值； S2、 获得空间机 器人携带的推力器的理论推力值； S3、 采用PWM波 方法将步骤S1得到的期望推力值转换成开 关值， 利用开关值控制电磁阀的通断来模拟推力大小 的变化， 从而跟踪期望推力值和期望路径， 并利 用理论推力值和期望推力值获得推力器接通时 长topen； S4、 在推进过程中利用传感器， 通过递推 最小二乘 ‑仿射投影符号算法的混合辨识方法辨 识推力器的实际推力值， 并利用得到的实际推力 值更新步骤S3的理论推力值， 进一步获得更新后 的推力器 接通时长topen。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 113987914 A 2022.01.28 CN 113987914 A 1.一种面向冷气推进的空间机器人跟踪控制方法， 其特 征在于， 包括： S1、 建立空间机器人的动力学模型， 并引入PID反馈控制， 得到前馈反馈控制模型， 根据 所述前馈反馈控制模型 得到所述空间机器人的期望推力值； S2、 获得所述空间机器人携带的推力器的理论推力值； S3、 采用PWM波方法将步骤S1得到的期望推力值转换成开关值， 利用所述开关值控制电 磁阀的通断来模拟推力大小的变化， 从而跟踪期望推力值和期望路径， 并利用所述理论推 力值和期望推力值获得推力器接通时长topen； S4、 在推进过程中利用传感器， 通过递推最小二乘 ‑仿射投影符号算法的混合辨识方法 辨识所述空间机器人携带的推力器的实际推力值， 并利用得到的实际推力值更新步骤S 3的 理论推力值， 进一 步获得更新后的推力器接通时长topen。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述前馈反馈控制模型的前馈部分基于动力学模型的计算力矩法， 根据 前述规划得到 的轨迹代入动力学模型解 算， 得到相关执 行器控制指令； 所述前馈反馈控制模型的反馈部分基于期望轨迹和实际轨迹的偏差量通过PID控制与 前馈指令相叠加， 得到连续的期望推力值。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述动力学模型如下： 其中， 其中a和ω分别为线加速度和角速度， m为机器人总质量， J为惯量张量矩阵， F和M 分别为推进器提供的力和力矩， I3为三阶单位矩阵。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述PWM波实现原 理为， 将模拟量归一化之后与载波进行比较， 当模拟量大于等于载波 时， 输出高电平， 反 之输出低电平， 其中载波选取为双斜 率的三角波。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述理论推力值是根据推力器的温度， 压力， 口径以及喷管 形状计算出来的。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述推力器接通时长topen取决于所述理论推力值和期望推力值， 原理见 下示： 其中f(t)是根据轨迹规划结果得到的期望推力值， T为单个PWM波周期长度， F为理论推 力值。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述通过递推最小二乘 ‑仿射投影符号算 法的混合 辨识方法辨识所述空间机器人携带的推力器的实际推力值的步骤 包括： 首先使用递推最小二乘法进行辨识， 当收敛速度变慢时， 则切换到仿射投影符号算法 进行辨识。 8.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑7中任一项所述的方法。 9.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113987914 A 2算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求 1‑7中任一项 所述的方 法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113987914 A 3