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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种分布式SAR卫星指定时间姿态协同抗饱和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：CN119512193B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05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：202411646621.7，技术领域涉及：G05D1/495；该发明授权一种分布式SAR卫星指定时间姿态协同抗饱和控制方法是由肖超;郭永;王力浩;莫向阳;李爱军;王长青设计研发完成，并于2024-11-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种分布式SAR卫星指定时间姿态协同抗饱和控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种分布式卫星预定时间姿态协同抗饱和控制方法，首先建立考虑饱和约束的SAR卫星编队模型；然后设计可在指定时间内收敛的预设性能边界函数；接下来针对卫星编队飞行系统存在外部干扰、执行器饱和约束等问题；最终基于抗饱和补偿器、干扰观测器以及滑模控制设计SAR卫星预定时间姿态协同控制律，本发明方法可以使得编队卫星在执行器饱和约束下实现姿态协同误差的指定时间收敛，并处在预设性能边界之内、控制精度高、控制性能好、收敛速度快。

本发明授权一种分布式SAR卫星指定时间姿态协同抗饱和控制方法在权利要求书中公布了：1.一种分布式SAR卫星预定时间姿态协同抗饱和控制方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1：建立考虑饱和约束的SAR卫星编队模型； 步骤1-1：采用四元数描述的编队卫星姿态运动学方程为： 1 2 其中，和分别表示编队卫星姿态四元数的标量部分和矢量部分，表示编队卫星本体系相对于惯性系的姿态角速度； 步骤1-2：对于任意向量，定义叉乘算子为： 3 则得到卫星姿态动力学方程为： 4 其中，表示编队卫星的转动惯量，表示控制力矩，表示编队卫星受到的外部干扰； 步骤1-3：设表示编队卫星的期望姿态四元数，表示编队卫星的期望角速度；定义本体坐标系与期望坐标系之间的姿态误差四元数为，姿态角速度误差为，则有： 5 6 7 其中，为编队卫星本体坐标系到期望坐标系之间的姿态转移矩阵，并满足： 8 9 编队卫星的姿态误差运动学方程为： 10 编队卫星的姿态误差动力学方程为： 11 步骤1-4：将卫星编队姿态误差运动学和动力学方程转换为欧拉-拉格朗日系统形式，则编队卫星的姿态误差动力学方程表示为： 12 其中： 13 14 15 16 17 18 19 定义： 20 21 22 定义卫星编队误差四元数及其导数为： 23 24 25 定义编队受到的外部干扰和控制力矩为： 26 27 则卫星编队的姿态误差动力学方程表示为： 28 步骤1-5：定义编队卫星和编队卫星之间的相对姿态误差以及一阶导数为： 29 30 结合编队成员之间的通信拓扑关系，定义编队卫星的姿态协同误差及其一阶导数形式为： 31 32 其中，表示图论加权连接矩阵中的元素，为度矩阵中的元素； 式31和式32转换为下式描述： 33 34 其中，，与为互逆矩阵； 由于编队卫星间的通信拓扑为无向连通图，根据图论知识为正定矩阵并且是可逆的，因此，等价于，；因此，设计控制器使得，即能满足编队卫星姿态跟踪控制； 步骤1-6：假设卫星编队姿态系统中的控制输入存在饱和约束，所能提供的力矩范围为：，其中为控制输入的最大值，则受约束的控制输入定义为如下饱和函数的形式： 35 由于式35所示的饱和函数不可微，因此采用双曲正切函数对饱和函数进行平滑处理，重新定义控制输入饱和函数为： 36 根据式16可得： 37 则在受约束的输入作用下的卫星误差动力学方程重新写为： 38 将其改写为： 39 其中，； 定义死区非线性函数： 40 当时，控制器进入饱和区域，此时有，将其代入到模型式39中得到： 41 在误差模型式41中加入一个抗饱和补偿器进行补偿，最终得到考虑饱和约束的SAR卫星编队的模型为： 42； 步骤2：设计可在指定时间内收敛的预设性能边界函数； 对于指定时间收敛的预设性能控制，边界函数应满足： 57 其中，和分别为性能边界函数的初值和终值，为用户定义的稳定时间，边界函数由下面的一阶导数形式给出： 58 其中，，是一个常数且满足； 步骤3：基于抗饱和补偿器、干扰观测器以及滑模控制设计SAR卫星预定时间姿态协同控制律。

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