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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利一种刚柔液耦合航天器姿轨一体化建模与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：CN119439739B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14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：202411575911.7，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种刚柔液耦合航天器姿轨一体化建模与控制方法是由朱婉婉;杨玉凯;张誉;段程彬;周淑燕;林常见;宗群设计研发完成，并于2024-11-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种刚柔液耦合航天器姿轨一体化建模与控制方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种刚柔液耦合航天器姿轨一体化建模与控制方法，建立的面向控制的刚柔液耦合航天器的姿轨一体化运动学和动力学模型，为以下控制器奠定基础；建立姿态约束模型和避障约束模型，保证满足姿态约束及避障约束需求；提出自适应轨迹姿态一体化控制器。本发明采用上述的一种刚柔液耦合航天器姿轨一体化建模与控制方法，实现刚柔液耦合航天器轨迹姿态一体化控制，提高航天器运行的安全性。

本发明授权一种刚柔液耦合航天器姿轨一体化建模与控制方法在权利要求书中公布了：1.一种刚柔液耦合航天器姿轨一体化建模与控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 基于动量守恒理论，分析刚-柔、刚-液耦合作用，建立刚柔、刚液耦合航天器轨迹姿态一体化动力学模型，综合分析刚柔液三种耦合关系，基于Lie群SE3理论，建立刚柔液耦合航天器轨迹姿态一体化动力学跟踪误差模型，为以下控制器设计奠定基础； 其次，建立刚柔液耦合航天器的姿态约束、避障约束和输入约束，基于姿态约束与避障约束与势函数理论得到明亮物体和障碍物施加给航天器的附加作用力，结合明亮物体和障碍物施加给航天器的附加作用力得到控制器； 刚柔液耦合航天器的姿态约束为： ； 其中，表示光敏星载设备在航天器本体坐标系中的单位方向向量，表示航天器本体坐标系到地球惯性系的旋转矩阵，表示光敏星载设备的半视场角，为明亮物体与航天器相对位置矢量的单位方向向量，表示明亮物体在地球惯性系中的位置矢量，表示航天器本体坐标系在地球惯性系中的位置矢量； 设置一个安全角度，当时，不考虑航天器姿态约束问题； 姿态约束的势函数为： ； 计算在势函数的作用下第个明亮物体施加给航天器的力矩，表达式为，具体表达式为： ； 其中，为在地球惯性坐标系中光敏星载设备的单位方向向量； 航天器期望位姿在任意时刻都满足，不受姿态约束影响； 刚柔液耦合航天器的避障约束为： ； 其中，表示航天器与第个障碍物发生碰撞的极限距离，表示明亮物体与航天器的相对位置矢量； 设置一个安全距离，当，航天器距离障碍物较远时，无需考虑避障约束，据此避障约束的势函数为： ； 仅当以航天器质心为原点，半径为的球形区域内存在障碍物时，势函数才生效； 计算在势函数的作用下第个障碍物施加给航天器的力，表达式为，具体表达式为： ； 确保期望位姿处满足避障约束，令航天器期望位姿在任意时刻都满足，不受避障约束影响； 明亮物体和障碍物施加给航天器的附加作用力 ； 其中，与为正常数； 最后，在控制器的基础上设计饱和控制器解决控制输入约束问题，实现刚柔液耦合航天器轨迹姿态一体化控制。

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