針對單推力航天器交會對接問題,提出一種軌跡規(guī)劃及跟蹤算法。首先,考慮到追蹤航天器只沿本體X軸安裝推力器,且推力方向固定,為了實現(xiàn)從起始位置轉(zhuǎn)移至期望位置并滿足姿態(tài)要求,基于三維螺旋線設(shè)計兩階段轉(zhuǎn)移軌跡,根據(jù)初末位置以及末端速度方向要求,求解螺旋線參數(shù)。該螺旋線可以保證在初末速度方向固定情況下,曲率積分最小。其次,為了降低軌跡跟蹤難度并減小初始時刻的位置跟蹤控制力,需要將轉(zhuǎn)移軌跡初始速度與追蹤星X軸重合。傳統(tǒng)螺旋線無法滿足該約束條件。本文對傳統(tǒng)螺旋線進行改進,提出一種旋轉(zhuǎn)螺旋線軌跡設(shè)計方法。通過引入姿態(tài)旋轉(zhuǎn)矩陣,將螺旋線在三維空間旋轉(zhuǎn),在不改變曲線形狀的前提下滿足初末位置及速度方向要求。然后,為了跟蹤轉(zhuǎn)移軌跡以及跟蹤期望推力方向,提出基于CLF（Control Lyapunov Function）的滑�？刂撇呗�,當追蹤星X軸與期望推力方向夾角較大時,采用CLF,保證最優(yōu)性;當姿態(tài)誤差收斂至滑模面附近時,切換為滑�？刂�,以提升系統(tǒng)魯棒性。最后,通過仿真驗證旋轉(zhuǎn)螺旋線相比于傳統(tǒng)螺旋線的優(yōu)勢。 

【文章來源】：航空學(xué)報. 2020,41(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：15 頁

【部分圖文】：

交會對接示意圖

轉(zhuǎn)移軌跡示意圖

考慮初始速度方向的交會對接示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]混合小推力航天器軌道保持高性能滑�？刂芠J]. 陳弈澄,齊瑞云,張嘉芮,王煥杰.  航空學(xué)報. 2019(07)
[2]相對失控翻滾目標懸停的自適應(yīng)模糊滑�？刂芠J]. 劉將輝,李海陽,張政,李曉超.  航空學(xué)報. 2019(05)
[3]Survey of orbital dynamics and control of space rendezvous[J]. Luo Yazhong,Zhang Jin,Tang Guojin.  Chinese Journal of Aeronautics. 2014(01)
[4]航天器橢圓軌道自主交會的自適應(yīng)學(xué)習(xí)控制策略[J]. 盧山,徐世杰.  航空學(xué)報. 2009(01)



本文編號：3366969