在軌服務航天器魯棒自主交會與姿態(tài)跟蹤控制方法.pdf

1、隨著空間技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界各國的航天器構(gòu)造越來越復雜，成本也越來越昂貴。為了縮減航天器制造、發(fā)射和在軌運行的開支，同時延長在軌服務航天器的壽命，在軌組裝維護修復、燃料加注、功能更換和升級等高新技術(shù)得到越來越多的關(guān)注和研究。當前各航天強國都已把發(fā)展在軌服務技術(shù)、構(gòu)建在軌服務體系作為本國空間技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的核心任務。
　　本課題針對在軌服務中航天器自主交會對接過程中的軌道機動問題進行深入分析和研究，提出在軌服務自主交會各個階段的魯棒控

2、制及軌道確定方法。
　　針對近距離導引段的機動控制，提出一種采用中長周期從測量設備向控制器發(fā)送軌道測量信息的機制，考慮執(zhí)行機構(gòu)的飽和非線性、推力受限以及航天器燃料受限等因素，研究基于中長周期信號的近距離導引段的多目標控制律設計策略。
　　針對相對位置保持階段，考慮控制力矩受限、空間干擾力矩、燃料最優(yōu)以及H∞性能指標等約束的控制問題，將相對位置保持問題描述為一個線性系統(tǒng)的輸出跟蹤控制問題，提出控制器周期性向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)送指令機制

3、進行多目標魯棒控制器的設計，并證明了控制器對能量有限的外部擾動具有抑制性能。
　　針對相對位置保持階段的相對軌道確定問題，考慮到滑?？刂破鲗M足匹配條件的模型不確定性、非線性以及輸入擾動的完全魯棒性，提出新型的魯棒滑模觀測器方法實現(xiàn)航天器相對運動軌道信息的精確估計，從而避免了傳統(tǒng)的魯棒H2和H∞濾波只能處理能量有界擾動并且只能應用于精確的數(shù)學模型的局限性。
　　針對最后逼近段的相對姿態(tài)跟蹤問題，考慮未知外部擾動和執(zhí)行機構(gòu)故障