多約束下小衛(wèi)星的能量最優(yōu)主動(dòng)碰撞規(guī)避控制
發(fā)布時(shí)間:2021-04-02 11:31
針對(duì)小衛(wèi)星間近距離的碰撞問題,提出一種多約束下能量最優(yōu)的主動(dòng)碰撞規(guī)避控制。該算法建立小衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和約束模型,通過坐標(biāo)變換將質(zhì)心坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)映射到地球慣性坐標(biāo)系,然后通過約束的限制來制定碰撞規(guī)避策略,最后選取小衛(wèi)星能量最優(yōu)化指標(biāo)和哈密頓函數(shù),給出最優(yōu)條件下的速度增量和方向,通過Matlab仿真給出慣性系下碰撞過程中的規(guī)避軌跡,證明設(shè)計(jì)的碰撞規(guī)避控制的有效性和可行性。
【文章來源】:航天控制. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
燃料最優(yōu)控制
當(dāng)兩顆衛(wèi)星距離小于300m時(shí),衛(wèi)星將要碰撞,提前6小時(shí)在測(cè)控弧段內(nèi)開始進(jìn)行軌道碰撞控制,從圖6~7可知,軌道半長(zhǎng)軸控制量最大不超過28.3m,滿足星座構(gòu)形約束和有效載荷約束,兩顆衛(wèi)星碰撞規(guī)避見圖8。圖4 常規(guī)PD控制和最優(yōu)控制和能量
圖5 慣性系下衛(wèi)星軌道從圖8可知,當(dāng)2018.7.11 03:59:45時(shí),兩顆衛(wèi)星的距離小于300m,碰撞規(guī)避控制后的兩顆衛(wèi)星最小距離為8000m,以最優(yōu)燃料控制規(guī)避了兩星碰撞。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多目標(biāo)多約束組合體與飛船軌道維持優(yōu)化[J]. 陳莉丹,謝劍鋒,李俊峰,郝大功. 宇航學(xué)報(bào). 2018(07)
[2]采用混合推進(jìn)下的庫侖衛(wèi)星編隊(duì)重構(gòu)控制研究[J]. 王婷. 航天控制. 2017(02)
[3]基于高斯偽譜法的碰撞規(guī)避策略研究[J]. 安喜彬,何兵,陳福貴,劉炳琪,林浩申. 空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]航天器燃料最優(yōu)編隊(duì)機(jī)動(dòng)控制的解析方法[J]. 龔德仁,陳吉安,段登平,陳昌亞. 航天控制. 2016(01)
[5]航天器在軌防碰撞自主規(guī)避策略[J]. 姚黨鼐,王振國(guó). 國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]基于偽譜法的編隊(duì)衛(wèi)星隊(duì)形重構(gòu)防碰撞軌跡優(yōu)化[J]. 黃海濱,馬廣富,莊宇飛,呂躍勇. 控制與決策. 2012(04)
[7]基于協(xié)同進(jìn)化粒子群和Pareto最優(yōu)解的衛(wèi)星編隊(duì)隊(duì)形重構(gòu)方法[J]. 黃海濱,馬廣富,莊宇飛,呂躍勇. 航空學(xué)報(bào). 2011(11)
[8]編隊(duì)衛(wèi)星碰撞規(guī)避方法研究[J]. 胡敏,曾國(guó)強(qiáng). 上海航天. 2010(03)
[9]基于碰撞概率的交會(huì)對(duì)接最優(yōu)碰撞規(guī)避機(jī)動(dòng)[J]. 王華,李海陽,唐國(guó)金. 宇航學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]星座設(shè)計(jì)中避免衛(wèi)星碰撞問題的研究[J]. 劉廣軍,沈懷榮. 航天控制. 2004(06)
本文編號(hào):3115197
【文章來源】:航天控制. 2020,38(03)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
燃料最優(yōu)控制
當(dāng)兩顆衛(wèi)星距離小于300m時(shí),衛(wèi)星將要碰撞,提前6小時(shí)在測(cè)控弧段內(nèi)開始進(jìn)行軌道碰撞控制,從圖6~7可知,軌道半長(zhǎng)軸控制量最大不超過28.3m,滿足星座構(gòu)形約束和有效載荷約束,兩顆衛(wèi)星碰撞規(guī)避見圖8。圖4 常規(guī)PD控制和最優(yōu)控制和能量
圖5 慣性系下衛(wèi)星軌道從圖8可知,當(dāng)2018.7.11 03:59:45時(shí),兩顆衛(wèi)星的距離小于300m,碰撞規(guī)避控制后的兩顆衛(wèi)星最小距離為8000m,以最優(yōu)燃料控制規(guī)避了兩星碰撞。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多目標(biāo)多約束組合體與飛船軌道維持優(yōu)化[J]. 陳莉丹,謝劍鋒,李俊峰,郝大功. 宇航學(xué)報(bào). 2018(07)
[2]采用混合推進(jìn)下的庫侖衛(wèi)星編隊(duì)重構(gòu)控制研究[J]. 王婷. 航天控制. 2017(02)
[3]基于高斯偽譜法的碰撞規(guī)避策略研究[J]. 安喜彬,何兵,陳福貴,劉炳琪,林浩申. 空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]航天器燃料最優(yōu)編隊(duì)機(jī)動(dòng)控制的解析方法[J]. 龔德仁,陳吉安,段登平,陳昌亞. 航天控制. 2016(01)
[5]航天器在軌防碰撞自主規(guī)避策略[J]. 姚黨鼐,王振國(guó). 國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]基于偽譜法的編隊(duì)衛(wèi)星隊(duì)形重構(gòu)防碰撞軌跡優(yōu)化[J]. 黃海濱,馬廣富,莊宇飛,呂躍勇. 控制與決策. 2012(04)
[7]基于協(xié)同進(jìn)化粒子群和Pareto最優(yōu)解的衛(wèi)星編隊(duì)隊(duì)形重構(gòu)方法[J]. 黃海濱,馬廣富,莊宇飛,呂躍勇. 航空學(xué)報(bào). 2011(11)
[8]編隊(duì)衛(wèi)星碰撞規(guī)避方法研究[J]. 胡敏,曾國(guó)強(qiáng). 上海航天. 2010(03)
[9]基于碰撞概率的交會(huì)對(duì)接最優(yōu)碰撞規(guī)避機(jī)動(dòng)[J]. 王華,李海陽,唐國(guó)金. 宇航學(xué)報(bào). 2008(01)
[10]星座設(shè)計(jì)中避免衛(wèi)星碰撞問題的研究[J]. 劉廣軍,沈懷榮. 航天控制. 2004(06)
本文編號(hào):3115197
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