【摘要】：空間非合作目標(biāo)是在軌服務(wù)重要的研究對象,也是該領(lǐng)域的研究重點和難點。諸如空間碎片、故障航天器等物體在軌進(jìn)行自由運(yùn)動,往往會帶有翻滾,并且抓捕任務(wù)之前需要進(jìn)行逼近和繞飛等前置任務(wù),因此針對翻滾目標(biāo)的近距離相對位姿控制成為了一個重要課題,本文的研究由此展開。首先在空間翻滾對象的研究方面,針對太空中的各種物體,根據(jù)其結(jié)構(gòu)以及狀態(tài)進(jìn)行了分類,并在考慮位姿耦合的條件下使用對偶數(shù)建立了剛體的位姿動力學(xué)模型,推導(dǎo)了位姿一體化的牛頓——歐拉方程,并在理論上分析了在軌翻滾剛體的姿態(tài)運(yùn)動形式,通過仿真對其進(jìn)行了驗證。其次,針對空間翻滾目標(biāo)相對繞飛問題,采用基于旋量、對偶四元數(shù)的方法建立了相對動力學(xué)模型,以在軌翻滾航天器作為任務(wù)對象進(jìn)行了相對繞飛的對偶雙環(huán)滑模控制器設(shè)計,不僅保證了追蹤航天器相對距離的穩(wěn)定,還使其姿態(tài)能夠與翻滾目標(biāo)保持時刻同步。數(shù)值仿真驗證了控制器的有效性。最后,通過對比不同目標(biāo)翻滾速率、目標(biāo)翻滾形式、干擾類型等因素對控制效果的影響,分析了控制系統(tǒng)對不同任務(wù)條件的適應(yīng)能力,總結(jié)了控制系統(tǒng)的優(yōu)勢與不足。
【學(xué)位授予單位】：中國航天科技集團(tuán)公司第一研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V448.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉歡;張永;;針對空間碎片捕獲的繞飛軌道設(shè)計[J];深空探測學(xué)報;2015年04期

2 王峰;陳雪芹;曹喜濱;耿云海;;在軌服務(wù)航天器任意軌道主動繞飛[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年05期

3 張慶展;靳永強(qiáng);康志宇;肖余之;;航天器快速繞飛監(jiān)測的相對姿軌耦合控制[J];航天控制;2014年02期

4 寇鵬;牛威;張瑞;;一種空間目標(biāo)翻滾周期估計的新方法[J];宇航學(xué)報;2014年03期

5 趙書閣;張景瑞;;航天器共面圓型快速繞飛控制研究[J];航天控制;2014年01期

6 梁靜靜;解永春;孫帥;;交會對接繞飛段臨界安全軌跡研究[J];空間控制技術(shù)與應(yīng)用;2014年01期

7 姜博嚴(yán);胡慶雷;石忠;馬廣富;;與自由翻滾目標(biāo)近距離段交會對接的相對姿軌耦合控制[J];宇航學(xué)報;2014年01期

8 蘇慶華;趙剡;楊奎;張少辰;;月球著陸器懸停階段相對自主導(dǎo)航方法[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2014年03期

9 李貴珍;李杰;劉俊;陳偉;陳簫;;螺旋矢量微分方程的推證[J];現(xiàn)代防御技術(shù);2013年01期

10 李鵬;岳曉奎;袁建平;;對翻滾非合作目標(biāo)終端逼近的姿軌耦合退步控制[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 吳錦杰;航天器相對運(yùn)動姿軌一體化動力學(xué)建模與控制技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 王峰;在軌服務(wù)航天器對目標(biāo)逼近過程動力學(xué)與控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 任宇琪;面向空間非合作目標(biāo)捕獲的位姿測量方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 方向;基于對偶四元數(shù)的航天器相對位姿耦合自適應(yīng)控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 張鵬;基于觸覺的空間非合作目標(biāo)慣性參數(shù)辨識研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 李興龍;空間飛行器快速繞飛制導(dǎo)方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

5 張洪珠;基于對偶四元數(shù)的航天器姿軌一體化動力學(xué)建模與控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

，

本文編號：2697677