基于螺旋理论描述的空间相对运动姿轨同步控制

摘要：

对于姿轨运动存在严重耦合的空间相对接近操作,必须解决相对运动的姿轨同步控制问题.传统的相对姿轨分开建模串行控制方法,忽略了姿轨耦合,控制周期长且姿轨同步性差,显然不能满足要求.基于螺旋理论中的对偶数描述,建立了航天器六自由度相对运动模型,不仅包含了姿轨耦合项,而且形式统一有利于同步控制律的设计.针对模型中的耦合项进行分析,给出了相对姿轨耦合产生的成因.建立了相对姿轨同步误差,考虑模型的非线性,基于非线性反馈设计了一种同步控制律以消除该误差,并利用Lyapunov理论证明了控制律的稳定性.以两航天器交会接近的最后逼近段进行数字仿真,并与PD控制相对比,验证了所提方法的有效性,同时验证了所提方法可以实现姿轨控制的同步收敛,对于空间相对运动的姿轨同步操作具有重要意义.

关键词：相对接近操作、螺旋理论、对偶数、姿轨耦合、同步控制

所属期刊栏目：37

分类号：V448.21(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金11472213;航空科学基金;National Natural Science Foundation of China11472213;Aeronautical Science Foundation of China

在线出版日期：2016-10-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2788-2798