編隊航天器相對運動分析與控制.pdf

1、論文對衛(wèi)星的相對運動及攝動進行了較為詳細地分析，研究了編隊衛(wèi)星相對軌道設(shè)計及其控制律，最后研究了編隊衛(wèi)星的相對姿態(tài)控制方法。主要研究內(nèi)容包括： 1)分別從軌道動力學(xué)和運動學(xué)出發(fā)，分析了不同相對軌道要素和相對位置參數(shù)對編隊衛(wèi)星相對軌道的影響，推導(dǎo)出了較為精確的相對運動方程及其簡化的相對運動方程，并分別就其方程簡化而導(dǎo)致的模型誤差進行仿真分析，結(jié)果表明，運動學(xué)方程的模型誤差較小。根據(jù)相對軌道的攝動理論，分析了影響編隊衛(wèi)星相對軌道的攝

2、動因素；從動力學(xué)出發(fā)，推導(dǎo)了大氣阻力攝動與地球扁率攝動的相對攝動表達式，并就其對相對軌道影響進行仿真分析，分析表明，在攝動影響下，相對軌道發(fā)生漂移；攝動對各個方向的影響不同，在衛(wèi)星運動方向產(chǎn)生的漂移最大。 2)分別利用運動學(xué)和動力學(xué)方法研究了編隊衛(wèi)星的軌道設(shè)計方法，并在理論上對這兩種方法進行了比較。然后，研究了攝動對編隊整體軌道和編隊相對軌道的影響，并進行了仿真分析，仿真結(jié)果顯示，攝動對編隊整體軌道的影響要大于對相對軌道的影響。

3、最后，根據(jù)軌道相對運動學(xué)誤差方程，推導(dǎo)出了相對軌道位置控制律，仿真分析表明，相對位置誤差很快趨于誤差范圍之內(nèi)。 3)對相對姿態(tài)進行了運動學(xué)和動力學(xué)分析，重點研究了相對姿態(tài)四元數(shù)運動方程。隨后，分析了地球引力梯度力矩和大氣阻力力矩對相對姿態(tài)的影響。 4)根據(jù)相對姿態(tài)的歐拉軸分解定理，設(shè)計了基于四元數(shù)反饋的相對姿態(tài)機動控制律，并對相對姿態(tài)控制律進行了仿真分析。首先，推出了裝有反作用輪的編隊衛(wèi)星動力學(xué)與運動學(xué)方程，結(jié)合歐拉軸分