非合作體附著下的組合多體航天器姿控方案研究.pdf

1、在空間應用及空間對抗中，很多情況下涉及到非合作目標附著。由于非合作目標質量尺寸未知、運動形式未知，原航天器的姿態(tài)控制系統(tǒng)將面臨很大挑戰(zhàn)。為了解決非合作附著問題對姿態(tài)控制系統(tǒng)造成的干擾問題，本文以附著后新組合體姿態(tài)控制系統(tǒng)為主要研究對象，針對新組合體慣量參數(shù)未知的問題，分別采用慣量參數(shù)在軌辨識以及構造慣量估計兩種方案來實現(xiàn)對慣量參數(shù)的獲取，從而建立新組合體的動力學模型。基于新組合體動力學模型，本文開展了對非合作附著后新組合體姿態(tài)控制方案的

2、研究。
　　首先，通過對衛(wèi)星動力學模型的分析，基于“整星零動量”，利用動量輪以及速率陀螺進行慣量參數(shù)的在軌辨識。接著本文通過搭建的某衛(wèi)星被非合作目標附著的仿真平臺，對PD控制進行不同非合作附著情形下的仿真，并對控制效果進行分析。針對PD控制在非合作附著中的不足，本文基于慣量參數(shù)在軌辨識設計了變結構控制律，通過引入慣量參數(shù)敏感非合作附著后系統(tǒng)的慣量變化，實現(xiàn)對非合作目標附著后新系統(tǒng)的自適應控制。通過非合作附著仿真平臺進行仿真分析，驗

3、證變結構控制對不同附著情形下新組合體姿態(tài)控制的有效性。
　　其次，針對變結構控制以及PD控制在非合作附著后新組合體姿態(tài)控制系統(tǒng)中的不足，本文基于慣量估計的思想，提出了一種基于非合作組合體整體慣量估計的非線性自適應控制方案。通過該控制方案，不僅可以實現(xiàn)對非合作附著后的新組合體姿態(tài)控制，同時還可以估計新組合體慣量參數(shù)。同樣通過非合作附著仿真平臺進行不同附著情形下的仿真分析，驗證非線性自適應姿態(tài)控制器，在非合作目標慣量未知、引入動量未知