近距離相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題的參數(shù)化求解.pdf

1、隨著載人航天事業(yè)的發(fā)展,在空間技術(shù)領(lǐng)域中,有關(guān)近距離相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題的研究顯得極為重要。近距離相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)的典型控制任務(wù)包括空間攔截、空間交會(huì)、空間懸停與空間繞飛等。本文對(duì)近距離相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題進(jìn)行了研究,提出了近距離相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題的統(tǒng)一求解框架,針對(duì)具體的任務(wù)需求設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器并進(jìn)行了數(shù)值仿真。本文主要包括以下幾方面的內(nèi)容。
　　首先建立了描述航天器間近距離相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型。在球形中心引力體與近距離相對(duì)運(yùn)動(dòng)

2、的假設(shè)條件下,從航天器在慣性系中的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)方程出發(fā),通過(guò)數(shù)學(xué)變換推導(dǎo)出了在目標(biāo)航天器軌道坐標(biāo)系中描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程。其中目標(biāo)航天器沿圓形參考軌道運(yùn)行所對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為C-W方程;目標(biāo)航天器沿橢圓參考軌道運(yùn)行所對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程為T-H方程。接著將動(dòng)力學(xué)方程表示為狀態(tài)空間形式,并給出了近距離相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題的統(tǒng)一數(shù)學(xué)描述。
　　其次給出了相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題的一種參數(shù)化求解方法。介紹了特征結(jié)構(gòu)配置方法與模型參考輸出跟蹤控制

3、理論,在此基礎(chǔ)上給出相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題的控制器存在條件以及控制器的參數(shù)化求解步驟?；谏鲜鰠?shù)化方法針對(duì)具體任務(wù)(攔截、交會(huì)、懸停和繞飛)給出了參數(shù)化控制器的求解結(jié)果,并且進(jìn)一步進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值仿真以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的控制器的有效性。
　　最后針對(duì)目標(biāo)航天器沿橢圓軌道運(yùn)行的相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題進(jìn)行了研究。提出了相對(duì)軌道機(jī)動(dòng)控制問(wèn)題的統(tǒng)一數(shù)學(xué)描述,給出了控制器的存在條件以及控制器的參數(shù)化求解步驟。針對(duì)懸停這一具體任務(wù)給出控制器的設(shè)計(jì)與相