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,在空間技術領域中,有關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,針對具體的任務需求設計了相應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容。
　　首先建立了描述航天器間近距離相對運動的動力學模型。在球形中心引力體與近距離相對運動

2、的假設條件下,從航天器在慣性系中的絕對運動方程出發(fā),通過數(shù)學變換推導出了在目標航天器軌道坐標系中描述相對運動的動力學方程。其中目標航天器沿圓形參考軌道運行所對應的動力學方程為C-W方程;目標航天器沿橢圓參考軌道運行所對應的動力學方程為T-H方程。接著將動力學方程表示為狀態(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。介紹了特征結構配置方法與模型參考輸出跟蹤控制

3、理論,在此基礎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(攔截、交會、懸停和繞飛)給出了參數(shù)化控制器的求解結果,并且進一步進行了相應的數(shù)值仿真以驗證所設計的控制器的有效性。
　　最后針對目標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給出控制器的設計與相