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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)申请的专利基于可调预设性能的航天器姿态预设时间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：CN120335487B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12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：202510348978.5，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权基于可调预设性能的航天器姿态预设时间控制方法是由张颖;包添瑞;吴爱国;李志设计研发完成，并于2025-03-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于可调预设性能的航天器姿态预设时间控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于可调预设性能的航天器姿态预设时间控制方法，首先，对航天器姿态控制建立运动学与动力学模型，得到航天器姿态控制系统模型。接着，设计可调的预设性能函数与新的误差转换函数，将原系统转换为一个新的二阶系统。最后，针对转换后的二阶系统设计非奇异的滑模控制器，实现对系统误差的精确控制，使得系统在经受一定突变扰动的情况下，仍然具有保持系统稳定，控制器可以生效的能力。该方法通过引入可调的预设性能边界，设计新的误差转换函数，结合非奇异的滑模控制，实现对系统误差的精确控制，同时提高系统的鲁棒性和抗扰动能力，为航天器姿态控制提供了坚实的技术支持。

本发明授权基于可调预设性能的航天器姿态预设时间控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于可调预设性能的航天器姿态预设时间控制方法，其特征在于所述方法包括如下步骤： 步骤一、对航天器与参考姿态之间的相对误差建立运动学及动力学模型： 步骤一一、利用修正罗德里格斯参数对航天器姿态进行描述： 假设航天器姿态的主旋转向量为𝑒，旋转角度为𝜙，则航天器的姿态使用修正罗德里格斯参数表示为： 在修正罗德里格斯参数描述下，航天器姿态的运动学与动力学模型有： 式中，表示航天器的角速度，表示航天器的转动惯量，表示航天器的控制力矩，表示航天器受到的扰动，表示的斜对称矩阵，表示的斜对称矩阵，表示阶的单位矩阵； 步骤一二、确定航天器姿态与参考姿态之间的相对误差的描述方式： 在已知参考姿态，参考姿态角速度，且有： 定义航天器姿态相对于参考姿态的误差为： 角速度相对误差为： 式中，为旋转矩阵，与分别是以参考姿态作为参考坐标系下，航天器相对参考系的姿态与角速度，由此得到航天器相对于参考姿态的姿态误差与角速度误差； 步骤一三、对航天器姿态误差建立运动学和动力学模型： 对航天器姿态误差与角速度误差求导，得： 对再次求导，得： 由此得到航天器姿态误差的运动学与动力学模型： 步骤二、设计预设性能函数： 步骤二一、设计初始预设性能函数： 已知预设性能的上下边界为、，姿态误差初值的正负值后，需要控制姿态误差满足： 式中，代表了向量的三个分量； 在可调预设性能控制中，性能边界由初始预设性能函数与性能调整项组成，即上下约束分别为、，则有： 式中，、是设计好的初始上下约束，有： 式中，为设计好的收敛时间，为设计的常数，为约束调整项；同时定义，，、分别为初始的预设性能函数上下边界设计的初值，、分别为初始的预设性能函数上下边界设计的终值； 步骤二二、设计约束调整项： 设计是抵抗预设性能脆弱性的约束调整项，取变量 当满足以下条件时： 其中，，为设定的常数；记满足该条件的时刻为，则设计调整项为： 其中，为设计的调整项增益系数，，为与调整项相关的时间系数； 步骤三、根据设计的预设性能函数与转换函数对姿态误差进行转换，得到转换后误差的新的控制模型： 步骤三一、设计转换误差： 取中间变量： 为了将有界的误差映射到无界的误差，取转换误差： 其中，是设计的随时间变化的函数，其设计如下：取为期望的误差收敛曲线，即期望中间变量沿收敛，设计为： 其中，为期望的误差收敛曲线的初值，为其终值，考虑预设性能边界调整项的影响，取： 其中，为考虑预设性能调整项的期望误差收敛曲线； 再取： 即有当时： 从而控制转换误差映射的零点位置； 步骤三二、根据转换误差，得到转换误差的动力学模型： 对中间变量求导，有： 取，，则有： 再对转换误差求导，有： 令： 化简得： 为了化简，再取变量： 其中、为三阶矩阵，、、为具有三个分量的向量，化简得： 再取，，有： 于是得到转换误差的动力学模型为： 步骤四、设计滑模面： 设计滑模面如下： 其中，，有： 其中，，，是设计的常数，是预设的收敛时间参数； 当滑模面收敛至时，转换误差会在预设时间内收敛至域： 其中： 步骤五、设计控制力矩： 求导，得： 航天器姿态误差模型有： 取扩张状态观测器： 其中，，，，，，，，是大于零的常数； 取： 即为扰动的估计值； 取控制力矩为： 其中，，是设计的常数，是预设的收敛时间参数；当不存在突变扰动，时，滑模面会在预设时间内收敛；若存在突变扰动，时，由于干扰观测器以及预设性能调整项的存在，系统会避免发生奇异而失效，使系统保持稳定。

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