基于超二次曲面的柔性航天器避障機(jī)動研究.pdf

1、航天科技的未來發(fā)展迫切需要掌握衛(wèi)星編隊(duì)飛行、在軌服務(wù)以及大型空間結(jié)構(gòu)在軌組裝等先進(jìn)航天技術(shù)。此類任務(wù)涉及多空間物體的接近操作，必須避免因幾何外形干涉所導(dǎo)致的碰撞。目前針對航天器避障的研究大多基于剛體動力學(xué)，不考慮柔性變形因素對避障機(jī)動的影響。然而，航天器機(jī)動過程可能激發(fā)結(jié)構(gòu)的柔性振動。此外，太空環(huán)境中柔性部件的振動往往衰減緩慢。結(jié)構(gòu)振動不但會影響耦合系統(tǒng)的姿態(tài)穩(wěn)定，還會降低后續(xù)工作的精度和效率，甚至直接導(dǎo)致任務(wù)的失敗。
　　本文主

2、要研究帶柔性附件航天器在障礙物環(huán)境中的位置、姿態(tài)機(jī)動問題。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.將帶柔性附件航天器系統(tǒng)簡化為中心剛體—柔性梁系統(tǒng)。分別通過假設(shè)模態(tài)法和經(jīng)典卡爾丹角，對柔性梁橫向振動和航天器本體姿態(tài)進(jìn)行描述。基于拉格朗日方程建立了帶柔性梁附件航天器三維動力學(xué)模型。
　　2.同時(shí)考慮帶柔性附件航天器和障礙物幾何外形，利用超二次曲面建立了空間物體防碰撞包圍盒模型。根據(jù)包圍盒間距離和防碰撞人工勢函數(shù)梯度，對航天器本體施加