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龙图腾网获悉西北工业大学;西北工业大学太仓长三角研究院申请的专利一种带有时滞和执行器饱和的航天器自抗扰控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118494788B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410565289.5，技术领域涉及：B64G1/24；该发明授权一种带有时滞和执行器饱和的航天器自抗扰控制方法是由李文超;陈建林;于洋;张煜皓;刘宗哲设计研发完成，并于2024-05-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种带有时滞和执行器饱和的航天器自抗扰控制方法在说明书摘要公布了：一种带有时滞和执行器饱和的航天器自抗扰控制方法，包括如下步骤：S1：建立带有通信时滞和执行器饱和的航天器位姿一体化动力学模型；S2：设计带有时滞预测器的外环扩张状态观测器；S3：设计外环自抗扰控制器；S4：设计内环扩张状态观测器；S5：设计带有抗饱和策略的内环自抗扰控制器。本发明所述的一种带有时滞和执行器饱和的航天器自抗扰控制方法，不仅可以有效避免外源扰动及内部扰动对系统造成的不利影响，还对通信时滞和执行器饱和现象有明显的抑制作用，能够确保在执行器可控范围内对航天器的位置和姿态实现精准的控制，为航天器交会对接等任务的顺利完成提供充分的保障，具有良好的控制效果，广泛应用于其他涉及航天器姿轨控制系统之中。

本发明授权一种带有时滞和执行器饱和的航天器自抗扰控制方法在权利要求书中公布了：1.一种带有时滞和执行器饱和的航天器自抗扰控制方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：建立带有通信时滞和执行器饱和的航天器位姿一体化动力学模型； S2：设计带有时滞预测器的外环扩张状态观测器； S3：设计外环自抗扰控制器； S4：设计内环扩张状态观测器； S5：设计带有抗饱和策略的内环自抗扰控制器； 所述步骤S1，具体包括如下内容： S11：根据对偶四元数方法，航天器间相对运动的公式表示为： 其中，为跟随航天器与目标航天器之间的相对位姿对偶四元数，qct为跟随航天器与目标航天器之间的相对姿态四元数，为跟随航天器坐标下与目标航天器之间的相对位置矢量，ε为对偶元，×代表叉乘； S12：航天器间相对速度的对偶四元数的公式被定义为： 其中，为跟随航天器坐标下与目标航天器之间的相对速度对偶四元数，为跟随航天器坐标下与目标航天器之间的相对速度矢量； S13：航天器的质量和转动惯量的对偶四元数的公式被定义为： 其中，mc为质量矩阵，Jc为转动惯量矩阵，I为单位矩阵； S14：采用对偶四元数方法描述航天器的姿态，根据上述公式1、公式2和公式3，得到航天器的相对运动学和动力学方程的公式为： 其中，为的一阶微分运算，代表对偶四元数乘法，为的一阶微分运算，为目标航天器坐标系下目标航天器的速度对偶四元数，为的共轭运算，分别为重力矩对偶四元数、控制力矩对偶四元数和扰动力矩对偶四元数； S15：引入一组无量纲变量，公式如下： 其中，k为无量纲化后的时间变量，Ω为地月系统的角速度，t为时间变量，ω为角速度，为无量纲化后的角速度，D为地月距离，为地月系统中太阳的自转速度，r为距离，为无量纲化后的距离； S16：根据上述公式5，通过无量纲化处理，得到运动学和动力学模型的公式如下： 考虑到通信时滞和执行器饱和，根据上述公式6，最终的系统方程的公式被写为如下形式： 其中，yt为经由通信链路传输后的传感器测量值，τ为通信链路导致的时滞，为执行器饱和函数，其具体表示公式为： 其中，为执行器上限，代表了u的符号； 所述步骤S2，具体包括如下内容： S21：对外环系统进行改写，外环系统改写的公式如下： 其中，被视为接下来内环控制的虚拟控制量，同时，其余部分被视为外环系统的总扰动； S22：根据上述公式8，包含时滞预测信息的扩张状态观测器设计的公式如下： 其中，ηt为包含时滞预测信息的系统位姿状态的估计值，eqt为扩张状态观测器对的估计误差，u0t为虚拟控制量，z01t为的观测值，z02t为外环系统的总扰动的观测值，β01，β02均为相应的可调节参数，fal函数的形式的公式如下： 其中，e为跟踪误差，signe代表了e的符号，δ代表了线性区间的长度，ρ为满足0＜ρ＜1的常量； S23：为了解决通信传输导致的时滞问题，时滞预测器设计的公式如下： 其中，z1为的观测值； 所述步骤S3，具体包括如下内容： 外环自抗扰控制器设计的公式如下： 其中，为指定输入，eo为的跟踪误差，α1为外环自抗扰控制器增益； 所述步骤S3中公式10得到的u0用于后续步骤S5； 所述步骤S4，具体包括如下内容： 内环扩张状态观测器设计的公式如下： 其中，eω为扩张状态观测器对的跟踪误差，z1为的观测值，z2为内环系统的总扰动的观测值，f0为已知扰动，β1,β2,Bi均为可调参数； 所述步骤S5，具体包括如下内容： 考虑到执行器饱和，带有抗饱和策略的内环自抗扰控制器设计的公式如下： 其中，ei为u0的跟踪误差，α2为内环自抗扰控制器增益，λ为抗饱和策略的可调参数。

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