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混合小推力航天器日心悬浮轨道保持控制

航空学报 2015年第12期36卷 3910-3918页

作者：张楷田楼张鹏王永陈绍青中国科学技术大学自动化系合肥230027

针对太阳帆、太阳电混合推进航天器日心悬浮轨道保持控制问题进行了研究。为解决基于局部线性化模型设计轨道保持控制器时存在的控制精度不高、模型精确性过度依赖等问题,应用自抗扰控制(ADRC)技术设计了轨道保持控制器。首先,采用圆形... 详细信息

针对太阳帆、太阳电混合推进航天器日心悬浮轨道保持控制问题进行了研究。为解决基于局部线性化模型设计轨道保持控制器时存在的控制精度不高、模型精确性过度依赖等问题,应用自抗扰控制(ADRC)技术设计了轨道保持控制器。首先,采用圆形限制性三体问题(CRTBP)模型推导了混合小推力航天器日心悬浮轨道动力学方程;然后,考虑系统模型不确定性和外部扰动,提出了一种基于扰动估计和补偿的轨道保持控制方法;最后,数值仿真表明存在系统模型不确定性、初始入轨误差及地球轨道偏心率扰动等因素的情况下,所设计的控制器仅需很小的速度增量即可实现高精度的日心悬浮轨道保持控制。

关键词：混合小推力太阳帆日心悬浮轨道轨道保持自抗扰控制

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主从式卫星集群系统的长期轨道保持

宇航学报 2016年第11期37卷 1349-1355页

作者：陈瑛何朕李顺利哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

针对主从式卫星集群系统的空间构型长期保持问题提出一种控制算法,使得多星系统能够在给定的相对距离约束下在轨长期运行,并且消耗较少的燃料。该卫星集群系统由一颗主星和多颗从星构成,主星保持在特定轨道上,负责系统中的数据处理、任... 详细信息

针对主从式卫星集群系统的空间构型长期保持问题提出一种控制算法,使得多星系统能够在给定的相对距离约束下在轨长期运行,并且消耗较少的燃料。该卫星集群系统由一颗主星和多颗从星构成,主星保持在特定轨道上,负责系统中的数据处理、任务规划及决策,从星围绕主星自由运动并实现特定功能。根据系统的特点,考虑主星与从星、从星与从星之间约束条件的异同,设计了具有较强适应性的控制逻辑与基于李雅普诺夫稳定性理论的控制器。仿真结果表明,在推力器最大推力一定的情况下,提出的控制算法能够有效地应用于多星集群飞行中,并成功地实现长期的轨道保持。

关键词：卫星集群距离约束控制算法轨道保持

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伴随卫星轨道保持

宇航学报 2004年第4期25卷 398-400页

作者：王志刚陈士橹袁建平西北工业大学航天工程学院西安710072

文中利用伴随轨道方程推导出伴随卫星相对运动状态转移方程。基于这一状态转移方程,研究了双脉冲校正中的伴随运动状态的变化,并得出需要的脉冲控制量的解析式。利用遗传算法对脉冲控制量进行了优化设计,求得使总脉冲最小的最优变轨时间... 详细信息

文中利用伴随轨道方程推导出伴随卫星相对运动状态转移方程。基于这一状态转移方程,研究了双脉冲校正中的伴随运动状态的变化,并得出需要的脉冲控制量的解析式。利用遗传算法对脉冲控制量进行了优化设计,求得使总脉冲最小的最优变轨时间,脉冲控制量和轨迹。

关键词：伴随卫星伴随轨道轨道保持优化设计

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平动点卫星的脉冲轨道保持策略

吉林大学学报（工学版） 2009年第5期39卷 1407-1412页

作者：李明涛郑建华于锡峥高东中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080 中国科学院研究生院北京100049

首先给出了系统的动力学模型并计算了标称轨道;然后分析了脉冲轨道保持策略,讨论了基于标准脉冲的轨道保持策略;最后在考虑发射偏差、导航误差和机动速度偏差的情况下蒙特卡罗模拟给出了统计性的结果。在最小控制间隔为30天,最小机动速... 详细信息

首先给出了系统的动力学模型并计算了标称轨道;然后分析了脉冲轨道保持策略,讨论了基于标准脉冲的轨道保持策略;最后在考虑发射偏差、导航误差和机动速度偏差的情况下蒙特卡罗模拟给出了统计性的结果。在最小控制间隔为30天,最小机动速度为0.02 m/s的条件下,轨道保持4年消耗的速度增量平均为0.44 m/s,平均控制间隔为71.5天。基于标准脉冲的轨道保持策略需要更多的速度增量,并且消耗的速度增量随着标准脉冲幅值和最小控制间隔的增加而增加。

关键词：飞行器控制和导航技术轨道保持脉冲控制蒙特卡罗模拟三体问题

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考虑太阳引力摄动的Halo轨道保持控制

清华大学学报（自然科学版） 2009年第2期49卷 285-288页

作者：车征李俊峰宝音贺西清华大学航天航空学院北京100084

研究了考虑太阳引力影响的地-月系统中绕L2点轨道的保持问题。在地-月系统圆形限制性三体问题的基础上,考虑太阳的影响,先用微分修正法得到飞行器的初始状态,然后根据方程的对称性,分别沿时间的负向、正向积分,得到绕L2点的闭合轨道。... 详细信息

研究了考虑太阳引力影响的地-月系统中绕L2点轨道的保持问题。在地-月系统圆形限制性三体问题的基础上,考虑太阳的影响,先用微分修正法得到飞行器的初始状态,然后根据方程的对称性,分别沿时间的负向、正向积分,得到绕L2点的闭合轨道。以该闭合轨道为目标轨道,根据模型的动力学特点,设计变结构滑膜控制律。仿真结果表明,该控制律能很快消除飞行器入轨时位置、速度的偏差,使飞行器在目标轨道上稳定飞行。该文的结果可应用于对月球背面的定点观测或中继站。

关键词： Lagrange点 Halo轨道第四体引力轨道保持滑模控制

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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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地球静止卫星电推进轨道保持策略优化

中国空间科学技术 2018年第3期38卷 69-75页

作者：蒯政中沈红新李恒年何清波中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230026 西安卫星测控中心宇航动力学国家重点实验室西安710043

针对电推力器控制弧段长、传统轨道保持计算常用的脉冲假设不能适用的问题,提出了静止卫星轨道保持的平运动动力学模型和长期控制策略优化方法。由于轨道保持控制的是平均轨道要素,文章提出了一种基于春分点轨道要素的高精度平根外推动... 详细信息

针对电推力器控制弧段长、传统轨道保持计算常用的脉冲假设不能适用的问题,提出了静止卫星轨道保持的平运动动力学模型和长期控制策略优化方法。由于轨道保持控制的是平均轨道要素,文章提出了一种基于春分点轨道要素的高精度平根外推动力学模型,与STK-HPOP模型比对高度吻合;提出了综合考虑轨道东西和南北控制的耦合控制优化模型,设计了基于序列二次规划的优化求解方法。仿真算例中研究了二推力器配置的静止卫星4周轨道保持问题,仿真结果表明,该方法可以优化长期轨道保持控制策略。

关键词：地球静止卫星轨道保持电推进优化控制策略序列二次规划

太阳同步(准)回归轨道卫星的轨道保持方法研究

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中国空间科学技术 2004年第4期24卷 60-64页

作者：赵坚国防科学技术大学长沙410073

文中使用解析方法对太阳同步 (准 )回归轨道卫星动力学特性进行了研究 ,分析了非球摄动、大气阻力摄动和太阳引力谐振等主要摄动因素对太阳同步 (准 )回归轨道卫星的影响 ,并以此为依据对太阳同步 (准 )回归轨道卫星的轨道保持方法进行... 详细信息

文中使用解析方法对太阳同步 (准 )回归轨道卫星动力学特性进行了研究 ,分析了非球摄动、大气阻力摄动和太阳引力谐振等主要摄动因素对太阳同步 (准 )回归轨道卫星的影响 ,并以此为依据对太阳同步 (准 )回归轨道卫星的轨道保持方法进行了探讨。定量分析结果表明 ,该方法切实可行 ,可以为轨道设计和轨道控制研究工作提供参考。

关键词：轨道保持轨道卫星轨道控制轨道设计摄动动力学特性回归同步太阳引力谐振

拴连卫星系统在轨道保持中的镇定的一种新方法

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航空学报 1993年第11期14卷 A601-A611页

作者：吉英存高为炳北京航空航天大学第七研究室北京100083

给出了求拴连卫星系统在轨道保持中的局部镇定律的一种新方法。当拴连卫星系统的拴连约束假设为刚性且无质量时,在构造镇定律时,必须应用有关临界镇定的一些结果。方法是中心流形理论和Lyapunov方法的一种组合,和Liaw & Abed的方法相比... 详细信息

给出了求拴连卫星系统在轨道保持中的局部镇定律的一种新方法。当拴连卫星系统的拴连约束假设为刚性且无质量时,在构造镇定律时,必须应用有关临界镇定的一些结果。方法是中心流形理论和Lyapunov方法的一种组合,和Liaw & Abed的方法相比,它避免Hopf分叉理论的应用和Floquet指数的计算,易为工程上应用。

关键词：拴连卫星系统临界镇定轨道保持