一种载人飞船姿态控制方法
【专利摘要】一种载人飞船姿态控制方法，步骤为：（1)判断载人飞船是否进入手动交会对接控制模式，如果进入则进行下一步，否则退出；(2)判断手控交会对接允许标志，如果允许则进行下一步，否则退出；(3)从载人飞船姿轨控分系统获取有效的原始姿态角数据e4和原始姿态角速度数据ui；(4)预测载人飞船的目标姿态角0/，6/=ejkUi，其中k为调整系数；（5)利用步骤(4)的结果，计算载人飞船姿态控制参数转移矩阵y,，将载人飞船的姿态角由飞船坐标系转换至显示屏坐标系；（6)根据显示屏坐标系下前后两个时刻载人飞船姿态的横、纵坐标变化，由航天员手动对载人飞船的姿态进行实时控制调整。
【专利说明】一种载人飞船姿态控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种载人飞船的姿态控制方法，适用于载人飞船进入手控交会对接模 式时，航天员在轨手动实现载人飞船的姿态控制。
【背景技术】
[0002]目前，飞行器在轨飞行期间，若需要进行姿态的调整，通常是在星地链路建立后， 通过较复杂的姿态控制算法来实现的。这种实现方式由于计算精度等问题会引入误差，而 误差无法在轨实时调整，由此对飞行器的姿态控制造成不利的影响。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于角速度反馈的 载人飞船姿态控制方法，通过短期预测数据偏置的方式完成飞船姿态控制参数的提取，并 通过信息组合的方式在轨实时计算获取飞船的姿态控制参数，实现了飞船姿态的在轨实时 调整，提高了载人飞船姿态的控制精度。
[0004] 本发明的技术解决方案是：一种载人飞船姿态控制方法，包括如下步骤：
[0005] (1)首先判断载人飞船是否进入手动交会对接控制模式，如果进入手动交会对接 控制模式则进行下一步，否则退出；
[0006] (2)判断手控交会对接允许标志，如果允许手控交会对接，则进行下一步，否则退 出；
[0007] (3)从载人飞船姿轨控分系统获取有效的原始姿态角数据Θ i和原始姿态角速度 数据，其中i的取值为1、2和3,分别对应载人飞船的偏航姿态、俯仰姿态、滚动姿态；
[0008] (4)利用步骤⑶的结果，预测载人飞船的目标姿态角θ/，Θ/ == 0i+kGJi，其 中k为调整系数，k = 2f，f为载人飞船姿轨控分系统原始姿态角数据的更新频率；
[0009] (5)利用步骤（4)的结果，计算载人飞船姿态控制参数转移矩阵M，
[0010]
【权利要求】
1. 一种载人飞船姿态控制方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 首先判断载人飞船是否进入手动交会对接控制模式，如果进入手动交会对接控制 模式则进行下一步，否则退出； (2) 判断手控交会对接允许标志，如果允许手控交会对接，则进行下一步，否则退出； (3) 从载人飞船姿轨控分系统获取有效的原始姿态角数据Θ i和原始姿态角速度数据 ，其中i的取值为1、2和3,分别对应载人飞船的偏航姿态、俯仰姿态、滚动姿态； (4) 利用步骤（3)的结果，预测载人飞船的目标姿态角θ /，θ / = θ i+kc〇i，其中k为 调整系数，k二2f，f为载人飞船姿轨控分系统原始姿态角数据的更新频率； (5) 利用步骤（4)的结果，计算载人飞船姿态控制参数转移矩阵M，
将载人飞船的姿态角由飞船坐标系转换至显示屏坐标系，其中-XqC〇S Θ / -yQsin Θ / 和-X(lsin Θ / -yQC0S Θ /分别为转换后显示屏坐标系下载人飞船姿态角的横坐标和纵坐 标； 所述的飞船坐标系的原点〇为载人飞船的质心，0X指向飞行方向,0Z轴指向地球质心， 0Y与0X轴、0Z轴组成右手系；所述的显示屏坐标系的原点在载人飞船控制显示屏的中心， 横轴沿水平方向，纵轴沿竖直方向；X。、y Q表示载人飞船的姿态角映射到显示屏坐标系下的 起始姿态横坐标和纵坐标； (6) 利用步骤（5)的结果，根据显示屏坐标系下当前时刻和预测时刻载人飞船姿态角 的横、纵坐标变化，由航天员手动对载人飞船的姿态进行实时控制调整。
【文档编号】G05D1/08GK104216412SQ201410418029
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】赵宏科, 张赤萍, 钟兴旺, 杨 一, 邢进, 陶晓霞, 吴刚, 吴化军, 高雷, 范瑞俊 申请人:西安空间无线电技术研究所