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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种基于模态观测器的刚柔耦合航天器预设时间姿态跟踪控制方法与系统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：CN119099880B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-07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：202411218507.4，技术领域涉及：B64G1/24；该发明授权一种基于模态观测器的刚柔耦合航天器预设时间姿态跟踪控制方法与系统是由肖岩;王云腾;叶东;张剑桥;李化义;孙兆伟设计研发完成，并于2024-09-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模态观测器的刚柔耦合航天器预设时间姿态跟踪控制方法与系统在说明书摘要公布了：本发明提出了一种基于模态观测器的刚柔耦合航天器预设时间姿态跟踪控制方法与系统，控制方法包括如下步骤：刚柔耦合航天器姿态动力学建模；使用模态观测器对模态坐标η和模态速度χ的值进行实时估计，解决模态坐标η和模态速度χ无法通过传感器测量得到的问题；基于扰动力矩有界的假设进行控制器的设计。本发明可以确保在刚柔耦合航天器收到姿态跟踪任务指令后预设的时间T以内实际姿态以充分高的精度收敛到期望姿态附近，并可根据具体的任务需求灵活调整T的值；避免了控制器的奇异性问题，保证了控制器在实际应用中的可靠性；保证了控制力矩的连续性，避免了抖振现象，降低了实际应用中执行机构的负担。

本发明授权一种基于模态观测器的刚柔耦合航天器预设时间姿态跟踪控制方法与系统在权利要求书中公布了：1.一种基于模态观测器的刚柔耦合航天器预设时间姿态跟踪控制方法，包括如下步骤： 步骤1.刚柔耦合航天器姿态动力学建模； 步骤2.使用模态观测器对模态坐标和模态速度的值进行实时估计，解决模态坐标和模态速度无法通过传感器测量得到的问题； 步骤3.基于扰动力矩有界的假设进行控制器的设计； 步骤1包括如下步骤： 1.1使用修正罗德里格斯参数MRPs表示刚柔耦合航天器的姿态，建立刚柔耦合航天器的姿态运动学和动力学模型； 1.2以表示期望姿态，表示与之对应的期望角速度，计算姿态跟踪误差和角速度跟踪误差； 1.3定义模态速度，建立误差运动学和动力学方程； 步骤1.1所述刚柔耦合航天器的姿态运动学和动力学模型为： 其中，为以MRPs表示的航天器姿态，为航天器相对惯性坐标系的角速度，为航天器相对其质心的总转动惯量，为控制力矩，为扰动力矩；为代表柔性附件形变情况的模态坐标，为中心刚体与柔性附件间的刚柔耦合矩阵，是阻尼矩阵，是刚度矩阵，m是所截取的柔性附件模态坐标的阶数，和分别是柔性附件的第j阶固有频率和与之对应的阻尼比； 步骤1.2所述姿态跟踪误差和角速度跟踪误差分别为： 其中表示对应姿态跟踪误差的旋转矩阵； 步骤1.3所述误差运动学和动力学方程为： 其中： ，， ； 步骤3包括如下步骤： 3.1将模态观测器的估计误差视作总扰动的一部分，对误差动力学方程进行数学变换； 3.2构造终端滑模面； 3.3基于步骤3.2构造的终端滑模面设计预设时间控制器； 步骤3.2所述终端滑模面具体为： 其中，，， 其中，，。

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