近距離相對軌道機動控制問題的參數(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)近距離相對軌道機動控制問題的研究顯得極為重要。近距離相對軌道機動的典型控制任務(wù)包括空間攔截、空間交會、空間懸停與空間繞飛等。本文對近距離相對軌道機動控制問題進行了研究,提出了近距離相對軌道機動控制問題的統(tǒng)一求解框架,針對具體的任務(wù)需求設(shè)計了相應(yīng)的控制器并進行了數(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運動的動力學(xué)模型。在球形中心引力體與近距離相對運動

2、的假設(shè)條件下,從航天器在慣性系中的絕對運動方程出發(fā),通過數(shù)學(xué)變換推導(dǎo)出了在目標(biāo)航天器軌道坐標(biāo)系中描述相對運動的動力學(xué)方程。其中目標(biāo)航天器沿圓形參考軌道運行所對應(yīng)的動力學(xué)方程為C-W方程;目標(biāo)航天器沿橢圓參考軌道運行所對應(yīng)的動力學(xué)方程為T-H方程。接著將動力學(xué)方程表示為狀態(tài)空間形式,并給出了近距離相對軌道機動控制問題的統(tǒng)一數(shù)學(xué)描述。
　　其次給出了相對軌道機動控制問題的一種參數(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)上給出相對軌道機動控制問題的控制器存在條件以及控制器的參數(shù)化求解步驟。基于上述參數(shù)化方法針對具體任務(wù)(攔截、交會、懸停和繞飛)給出了參數(shù)化控制器的求解結(jié)果,并且進一步進行了相應(yīng)的數(shù)值仿真以驗證所設(shè)計的控制器的有效性。
　　最后針對目標(biāo)航天器沿橢圓軌道運行的相對軌道機動控制問題進行了研究。提出了相對軌道機動控制問題的統(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。針對懸停這一具體任務(wù)給出控制器的設(shè)計與相