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空间绕飞任务中航天器姿态跟踪的鲁棒控制

系统工程与电子技术 2011年第1期33卷 120-126页

作者：宋申民张保群陈兴林哈尔滨工业大学控制理论与制导技术研究中心黑龙江哈尔滨150001

研究了空间绕飞任务中从航天器对主航天器进行观测时的姿态跟踪控制问题,提出了综合考虑挠性、外部扰动和参数不确定性等因素的输入饱和鲁棒控制器设计方法。根据主、从航天器的质心相对运动信息,解算出了从航天器的期望跟踪姿态。为保... 详细信息

研究了空间绕飞任务中从航天器对主航天器进行观测时的姿态跟踪控制问题,提出了综合考虑挠性、外部扰动和参数不确定性等因素的输入饱和鲁棒控制器设计方法。根据主、从航天器的质心相对运动信息,解算出了从航天器的期望跟踪姿态。为保证从航天器跟踪期望姿态时控制器的有界性和强鲁棒性,将文献中已有的一种一阶滑模姿态调节控制器推广到了姿态跟踪的情况。进一步,为消除一阶滑模控制的高频抖振问题,将姿态跟踪问题转化成了标准的二阶滑模控制问题,提出了一种连续的二阶滑模姿态跟踪控制器。仿真结果表明,本文算法能有效实现绕飞过程中的姿态跟踪,同时具有强鲁棒性。

关键词：绕飞姿态跟踪滑模控制输入饱和不确定性

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地月空间航天器绕飞接近跟踪控制

控制理论与应用 2018年第10期35卷 1458-1463页

作者：王毓媛白玉铸许展鹏赵勇陈小前国防科技大学空天科学学院湖南长沙410073

在圆形限制性三体问题的框架下研究了地月空间航天器绕飞接近跟踪控制方法.首先,以圆形限制性三体问题为基础建立了地月空间航天器相对运动模型,并通过无量纲化和线性化方法对模型进行了简化.接着,将地月空间航天器绕飞接近跟踪控制问... 详细信息

在圆形限制性三体问题的框架下研究了地月空间航天器绕飞接近跟踪控制方法.首先,以圆形限制性三体问题为基础建立了地月空间航天器相对运动模型,并通过无量纲化和线性化方法对模型进行了简化.接着,将地月空间航天器绕飞接近跟踪控制问题转化为模型参考输出跟踪问题,并结合模型参考输出跟踪理论和线性二次型最优控制理论设计绕飞接近跟踪控制器.最后,通过数学仿真验证控制器的有效性和可行性,仿真结果表明该方法能够实现地月空间航天器绕飞接近跟踪控制,对位置和速度的初始状态误差能够快速收敛.

关键词：地月空间绕飞跟踪控制模型参考线性二次型调节器

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远距离轨道接近及绕飞控制技术研究

中国空间科学技术 2010年第1期30卷 25-33页

作者：吴会英陈宏宇余勇赵灵峰上海微小卫星工程中心上海200050

文章对半长轴、偏心率、倾角、升交点赤经相近的两航天器的远距离轨控接近方案进行了理论分析。首先研究了通过改变轨道半长轴调整航天器升交点赤经变化率,进而控制轨道法向振幅的方法;其次给出控制点的选择时机与相对绕飞椭圆大小的定... 详细信息

文章对半长轴、偏心率、倾角、升交点赤经相近的两航天器的远距离轨控接近方案进行了理论分析。首先研究了通过改变轨道半长轴调整航天器升交点赤经变化率,进而控制轨道法向振幅的方法;其次给出控制点的选择时机与相对绕飞椭圆大小的定量关系;然后提出采用径向矢径模之差估计远距离相对运动参数方法;最后通过"神舟七号"伴星与轨道舱的远距离接近及绕飞控制仿真对理论推导进行了验证。

关键词：轨道控制绕飞相对运动小卫星仿真

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绕飞弱引力小天体的轨道保持控制

高技术通讯 2002年第3期12卷 54-57页

作者：崔祜涛史雪岩崔平远李傲霜哈尔滨工业大学 137哈尔滨150001

建立了微小探测器绕飞弱引力小天体的轨道动力学方程 ,对绕飞轨道的稳定性进行了分析 ,给出了稳定绕飞轨道的条件 ,进而提出了一种摄动情况下保持绕飞轨道的控制策略 ,用以以便保证在主动控制下的绕飞轨道鲁棒稳定。仿真结果表明 ,提出... 详细信息

建立了微小探测器绕飞弱引力小天体的轨道动力学方程 ,对绕飞轨道的稳定性进行了分析 ,给出了稳定绕飞轨道的条件 ,进而提出了一种摄动情况下保持绕飞轨道的控制策略 ,用以以便保证在主动控制下的绕飞轨道鲁棒稳定。仿真结果表明 ,提出的控制策略可以使探测器在有界的摄动情况下 ,由任意的初始状态出发。

关键词：轨道运动绕飞绕飞动力学轨道稳定性轨道保持小天体彗星小行星微小探测器弱引力预测控制律

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交会对接绕飞段多模态滑模控制

宇航学报 2010年第1期31卷 143-147页

作者：赵霞姜玉宪吴云洁北京航空航天大学自动化学院北京100191 河北经贸大学信息技术学院石家庄050061

基于多模态滑模控制的理念,研究了交会对接绕飞段的控制问题。介绍了多模态滑模切换函数的设计方法,并给出滑模面的存在条件和系统稳定性证明。采用分时控制方法弱化系统变量之间的耦合,简化了控制系统的设计。对该控制系统进行了数值仿... 详细信息

基于多模态滑模控制的理念,研究了交会对接绕飞段的控制问题。介绍了多模态滑模切换函数的设计方法,并给出滑模面的存在条件和系统稳定性证明。采用分时控制方法弱化系统变量之间的耦合,简化了控制系统的设计。对该控制系统进行了数值仿真,结果表明:系统可以经由预想的绕飞轨线,由初态绕飞至终态,而且对初始状态具有很好的适应性。

关键词：交会对接滑模控制绕飞分时控制

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有限推力下的航天器绕飞轨道保持与控制

北京航空航天大学学报 2007年第7期33卷 757-760页

作者：师鹏李保军赵育善北京航空航天大学宇航学院北京100083

基于线性动力学模型,研究了有限推力下的航天器绕飞轨道保持与控制问题.首先,针对绕飞轨道控制问题推导了精确的动力学模型,给出了经过线性化的动力学方程.然后,在线性二次性最优控制理论的基础上,设计了一种针对绕飞轨道的反馈控制系统... 详细信息

基于线性动力学模型,研究了有限推力下的航天器绕飞轨道保持与控制问题.首先,针对绕飞轨道控制问题推导了精确的动力学模型,给出了经过线性化的动力学方程.然后,在线性二次性最优控制理论的基础上,设计了一种针对绕飞轨道的反馈控制系统,同时为了实现有限推力,设计了一个有界的非线性环节对控制加速度进行限制.数值仿真结果证明了所设计的控制系统渐进稳定、收敛快速,并且具有良好的控制精度.最后,通过计算不同相对位置误差时轨道控制系统需用的发动机工作时间,估算了轨道维持与轨道控制的燃料消耗量.

关键词：绕飞轨道控制最优控制有限推力

椭圆轨道上目标监测绕飞轨道构型设计与构型保持

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系统工程与电子技术 2017年第6期39卷 1317-1324页

作者：常燕陈韵鲜勇张大巧高晶火箭军工程大学陕西西安710025 西北工业大学精确制导与控制研究所陕西西安710072

重点研究了对椭圆轨道上非合作目标进行长期绕飞监测的相对运动轨道构型设计与构型保持问题。利用轨道要素法建立了适用于目标轨道为椭圆轨道的相对运动模型,推导了以目标为中心的周期性绕飞运动的必要条件,考虑绕飞安全距离约束给出了... 详细信息

重点研究了对椭圆轨道上非合作目标进行长期绕飞监测的相对运动轨道构型设计与构型保持问题。利用轨道要素法建立了适用于目标轨道为椭圆轨道的相对运动模型,推导了以目标为中心的周期性绕飞运动的必要条件,考虑绕飞安全距离约束给出了满足目标监测要求的绕飞轨道设计方法,针对J2摄动和大气阻力摄动作用对绕飞轨道构型的影响,提出了绕飞轨道构型保持脉冲控制策略,建立了燃料最省构型保持非线性规划模型。仿真结果表明,所提出的构型设计方法简单有效,适用于对椭圆轨道上目标的绕飞相对运动分析,基于非线性规划方法的构型保持最优控制方法能够有效实现燃料最省绕飞轨道构型保持的高精度控制。

关键词：相对运动绕飞椭圆轨道构型设计构型保持

一种用于非合作目标惯性指向轴位置捕获的绕飞方法

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宇航学报 2018年第5期39卷 524-531页

作者：刘涛王勇解永春胡锦昌北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术国家级重点试验室北京100190

本文提出一种用于非合作目标惯性指向轴位置捕获的绕飞方法。该方法依据实时相对位置和目标位置确定绕飞坐标系;在绕飞坐标系中,分别采用扇形轨迹和直线轨迹设计了两类接近轨迹规划策略,利用相对位置和目标位置间的夹角进行规划策略选择... 详细信息

本文提出一种用于非合作目标惯性指向轴位置捕获的绕飞方法。该方法依据实时相对位置和目标位置确定绕飞坐标系;在绕飞坐标系中,分别采用扇形轨迹和直线轨迹设计了两类接近轨迹规划策略,利用相对位置和目标位置间的夹角进行规划策略选择,以规划得到过渡目标位置,并采用CW制导进行过渡目标位置的接近控制;为保证绕飞过程中相对测量敏感器始终有效测量,还设计了姿态指向控制律使追踪航天器x轴指向目标航天器。数学仿真校验了所设计方法的有效性。

关键词：非合作目标惯性指向轴绕飞

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目标监视绕飞导引方法研究

系统工程与电子技术 2008年第9期30卷 1735-1739页

作者：兰宏炜江涌中国航天科工集团二院二部北京100854

针对空间非合作目标近距离监视机动飞行,在给出视线坐标系中两航天器的相对运动数学模型的基础上,建立了跟踪飞行器的轴向轨控发动机模型,提出了直接以发动机产生向心力对目标进行绕飞的控制方法,并完全利用跟踪飞行器上光学相机所提供... 详细信息

针对空间非合作目标近距离监视机动飞行,在给出视线坐标系中两航天器的相对运动数学模型的基础上,建立了跟踪飞行器的轴向轨控发动机模型,提出了直接以发动机产生向心力对目标进行绕飞的控制方法,并完全利用跟踪飞行器上光学相机所提供的观测信息,设计出一种在绕飞面控制视线转率为非零常值,同时在纵平面辅以比例导引的制导方法,使跟踪飞行器能在以目标为中心的近圆相对轨道上飞行。讨论了该方法下可实现绕飞的条件,给出了控制方法,通过数学仿真,验证了该方法的可行性。

关键词：绕飞自主控制视线转率非合作目标近距离机动