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(yīng)用及空間對抗中，很多情況下涉及到非合作目標(biāo)附著。由于非合作目標(biāo)質(zhì)量尺寸未知、運(yùn)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(gòu)造慣量估計(jì)兩種方案來實(shí)現(xiàn)對慣量參數(shù)的獲取，從而建立新組合體的動力學(xué)模型?；谛陆M合體動力學(xué)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(xué)模型的分析，基于“整星零動量”，利用動量輪以及速率陀螺進(jìn)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(biāo)附著的仿真平臺，對PD控制進(jìn)行不同非合作附著情形下的仿真，并對控制效果進(jìn)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(shè)計(jì)了變結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)對非合作目標(biāo)附著后新系統(tǒng)的自適應(yīng)控制。通過非合作附著仿真平臺進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)

3、證變結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jì)的思想，提出了一種基于非合作組合體整體慣量估計(jì)的非線性自適應(yīng)控制方案。通過該控制方案，不僅可以實(shí)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(jì)新組合體慣量參數(shù)。同樣通過非合作附著仿真平臺進(jìn)行不同附著情形下的仿真分析，驗(yàn)證非線性自適應(yīng)姿態(tài)控制器，在非合作目標(biāo)慣量未知、引入動量未知