庫侖力兩星編隊穩(wěn)定性分析及隊形控制方法.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：V412.41學校代碼：10213國際圖書分類號：629.78密級：公開工學碩士學位論文工學碩士學位論文庫侖力兩星編隊穩(wěn)定性分析及隊形控制方法碩士研究生：王景偉導師：張錦繡副教授申請學位：工程碩士學科：航天工程所在單位：衛(wèi)星技術(shù)研究所答辯日期：2013年7月1日授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文I摘要近年來出現(xiàn)的新概念衛(wèi)星編隊飛行技術(shù)——庫侖力編隊是解決近距離編隊碰撞規(guī)避和對鄰近衛(wèi)星敏感器件污染等問題

2、的有效途徑之一，主要適合用于軌道較高且需要大視野的近距離編隊飛行干涉測量。本文在庫侖力編隊飛行概念的支撐下，研究了庫侖力編隊飛行的動力學模型、系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及隊形重構(gòu)等問題。本文首先分析了庫侖力衛(wèi)星編隊在空間等離子環(huán)境中的德拜屏蔽效應(yīng)，討論在地球同步軌道進行庫侖力編隊的適用性，并分析充電過程中擾動力對編隊性能的影響。同時，在希爾模型的前提下，利用拉格朗日方程建立庫侖力衛(wèi)星編隊的動力學模型。通過對編隊動力學方程的簡化，推導衛(wèi)星編隊瞬時穩(wěn)定

3、時的基本方程。在此基礎(chǔ)上，本文研究了兩星庫侖力編隊的三種瞬時穩(wěn)定構(gòu)型，并推導了構(gòu)型方程。此外，本文還研究了兩類三星編隊構(gòu)型，即共線三星構(gòu)型和等邊三角形構(gòu)型，并得到了構(gòu)型方程?？紤]到編隊過程中可能發(fā)生的擾動，本文選擇地球矢徑方向兩星編隊和軌道切線方向兩星編隊進行穩(wěn)定性分析。通過分別設(shè)計反饋控制規(guī)律，并分析控制方案的特性，成功地對這兩類編隊的相對位置偏差進行了控制。針對于地球矢徑方向上的兩星庫侖力編隊，本文還設(shè)計了基于PD控制的軌道機動方案