一種航天器交會(huì)近距離段自適應(yīng)魯棒控制算法研究.pdf

1、航天器交會(huì)對(duì)接技術(shù)是指同一時(shí)間追蹤航天器與追蹤航天器在軌道上的同一個(gè)位置以相同速度相交會(huì)并在結(jié)構(gòu)上連成一個(gè)整體的技術(shù)。對(duì)于在軌服務(wù)，營救出現(xiàn)故障的小衛(wèi)星和對(duì)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(huì)對(duì)接技術(shù)受到重視。在此背景下，本文重點(diǎn)研究了交會(huì)對(duì)接的動(dòng)力學(xué)模型和針對(duì)近距離自主交會(huì)對(duì)接的控制算法。
　　為此，本文依據(jù)自主交會(huì)的近距離階段的不同特點(diǎn)分為相對(duì)接近階段和最后逼近階段，在相對(duì)接近階段中，在分

2、析慣性坐標(biāo)系下的空間交會(huì)對(duì)接的動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)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(gè)航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)的三維動(dòng)力學(xué)模型。與慣性坐標(biāo)系下建立的動(dòng)力學(xué)模型相比，視線坐標(biāo)系下的動(dòng)力學(xué)模型對(duì)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(gè)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(dòng)力學(xué)模型。
　　比較了目前用于近距離交會(huì)對(duì)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(huì)是一種運(yùn)動(dòng)學(xué)方法，沒有充分的利用動(dòng)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(huì)雖然可以實(shí)現(xiàn)近似最優(yōu)交會(huì)，但是這種交會(huì)方式是在預(yù)定窗口和交會(huì)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(huì)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(gè)階段交會(huì)對(duì)接飛行的特點(diǎn)，考慮到