一種航天器交會近距離段自適應(yīng)魯棒控制算法研究.pdf

1、航天器交會對接技術(shù)是指同一時間追蹤航天器與追蹤航天器在軌道上的同一個位置以相同速度相交會并在結(jié)構(gòu)上連成一個整體的技術(shù)。對于在軌服務(wù)，營救出現(xiàn)故障的小衛(wèi)星和對國際空間站的運(yùn)輸和補(bǔ)給，以及未來空間戰(zhàn)爭的可能性都需要這種技術(shù)。因此，交會對接技術(shù)受到重視。在此背景下，本文重點(diǎn)研究了交會對接的動力學(xué)模型和針對近距離自主交會對接的控制算法。
　　為此，本文依據(jù)自主交會的近距離階段的不同特點(diǎn)分為相對接近階段和最后逼近階段，在相對接近階段中，在分

2、析慣性坐標(biāo)系下的空間交會對接的動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，針對本問題的軌道控制特點(diǎn)，提出3-2坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換，運(yùn)用向量分析的方法，建立了視線坐標(biāo)系下兩個航天器相對運(yùn)動的三維動力學(xué)模型。與慣性坐標(biāo)系下建立的動力學(xué)模型相比，視線坐標(biāo)系下的動力學(xué)模型對目標(biāo)航天器軌道的偏心率沒有任何限制，也就是說適用于任何形式的目標(biāo)航天器參考軌道，這種模型具有普遍的適用性。在最后逼近階段中，考慮到兩個航天器之間的距離很近，可以忽略地球萬有引力的影響，建立了基于柱面坐標(biāo)系

3、的動力學(xué)模型。
　　比較了目前用于近距離交會對接的三種典型方法的優(yōu)缺點(diǎn)，雖然三種控制方法都能夠達(dá)到控制目的，但是都有各自的缺點(diǎn)。平行交會是一種運(yùn)動學(xué)方法，沒有充分的利用動力學(xué)模型，所以在性能指標(biāo)上無法達(dá)到最優(yōu)；走廊式交會雖然可以實現(xiàn)近似最優(yōu)交會，但是這種交會方式是在預(yù)定窗口和交會走廊內(nèi)進(jìn)行的，不適合追蹤非合作式的目標(biāo)航天器；C-W交會是一種開環(huán)控制方法，抗干擾能力較弱。
　　重點(diǎn)分析了近距離兩個階段交會對接飛行的特點(diǎn)，考慮到