基于超二次曲線障礙描述的航天器交會(huì)對(duì)接地面實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-16 07:00
航天器交會(huì)對(duì)接技術(shù)是眾多空間任務(wù)得以開(kāi)展的關(guān)鍵性技術(shù),在進(jìn)行空間在軌飛行任務(wù)之前,需開(kāi)展相應(yīng)的地面實(shí)驗(yàn)研究.首先,基于二維交會(huì)對(duì)接模型,提出了一種基于勢(shì)函數(shù)法的交會(huì)對(duì)接控制方法.其次,考慮與類矩形障礙物的避撞約束以及與心形目標(biāo)航天器的安全對(duì)接區(qū)域約束,并采用超二次曲線去描述該障礙物外形.然后,基于花崗巖氣浮平臺(tái)搭建了二維交會(huì)對(duì)接地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了航天器氣浮模擬器以及電磁對(duì)接機(jī)構(gòu),并開(kāi)展了交會(huì)對(duì)接地面實(shí)驗(yàn)研究.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可行性,同時(shí)也驗(yàn)證了所提出交會(huì)對(duì)接控制方法的有效性.
【文章來(lái)源】:動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2020,18(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
氣浮法工作原理
x ¨ -3Ω 2 x-2Ω y ˙ = F x m y ¨ +2Ω x ˙ = F y m z ¨ +Ω 2 z ˙ = F z m ?????? ??? (1)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程采用歐拉方程可表示為[23]
追蹤航天器在逐漸接近目標(biāo)航天器的整個(gè)過(guò)程中,應(yīng)避開(kāi)障礙物,且在臨近目標(biāo)航天器時(shí),需考慮與目標(biāo)航天器的安全對(duì)接區(qū)域.本文在設(shè)計(jì)交會(huì)對(duì)接控制律時(shí),僅考慮追蹤航天器質(zhì)心與障礙物(或目標(biāo)航天器)的距離,忽略追蹤航天器的外形,并假設(shè)目標(biāo)航天器處于靜止?fàn)顟B(tài);此外,考慮到障礙物和目標(biāo)航天器的外形較為復(fù)雜,將障礙物外形簡(jiǎn)化為類矩形,目標(biāo)航天器外形簡(jiǎn)化為由三個(gè)半圓組成的心形[14],其交會(huì)對(duì)接示意圖如圖3所示.整個(gè)交會(huì)對(duì)接過(guò)程可分為以下兩個(gè)階段:1)追蹤航天器從靜止開(kāi)始出發(fā),越過(guò)類矩形障礙物;2)追蹤航天器在安全對(duì)接區(qū)域,通過(guò)對(duì)接機(jī)構(gòu)與目標(biāo)航天器完成對(duì)接.2 勢(shì)能控制器
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柔性航天器拖拽空間碎片動(dòng)力學(xué)與控制仿真研究[J]. 董富祥,周志成,曲廣吉. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]航天器近距離相對(duì)軌道的滑?刂芠J]. 張瑩,都琳,岳曉樂(lè),許勇. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]航天器規(guī)避動(dòng)態(tài)障礙物的自適應(yīng)人工勢(shì)函數(shù)制導(dǎo)[J]. 高鵬,羅建軍. 中國(guó)空間科學(xué)技術(shù). 2012(05)
[4]非合作目標(biāo)自主交會(huì)對(duì)接的橢圓蔓葉線勢(shì)函數(shù)制導(dǎo)[J]. 張大偉,宋申民,裴潤(rùn),段廣仁. 宇航學(xué)報(bào). 2010(10)
[5]國(guó)家微重力實(shí)驗(yàn)室落塔及微重力實(shí)驗(yàn)研究[J]. 韋明罡,萬(wàn)士昕,姚康莊,解京昌. 載人航天. 2007(04)
[6]有限推力下的航天器繞飛軌道保持與控制[J]. 師鵬,李保軍,趙育善. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(07)
[7]失重飛機(jī)飛行方法研究[J]. 屈斌,王啟,王海平,賈曉鵬. 飛行力學(xué). 2007(02)
碩士論文
[1]機(jī)械臂重力補(bǔ)償裝置的隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 高德鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3537700
【文章來(lái)源】:動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2020,18(02)
【文章頁(yè)數(shù)】:8 頁(yè)
【部分圖文】:
氣浮法工作原理
x ¨ -3Ω 2 x-2Ω y ˙ = F x m y ¨ +2Ω x ˙ = F y m z ¨ +Ω 2 z ˙ = F z m ?????? ??? (1)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)方程采用歐拉方程可表示為[23]
追蹤航天器在逐漸接近目標(biāo)航天器的整個(gè)過(guò)程中,應(yīng)避開(kāi)障礙物,且在臨近目標(biāo)航天器時(shí),需考慮與目標(biāo)航天器的安全對(duì)接區(qū)域.本文在設(shè)計(jì)交會(huì)對(duì)接控制律時(shí),僅考慮追蹤航天器質(zhì)心與障礙物(或目標(biāo)航天器)的距離,忽略追蹤航天器的外形,并假設(shè)目標(biāo)航天器處于靜止?fàn)顟B(tài);此外,考慮到障礙物和目標(biāo)航天器的外形較為復(fù)雜,將障礙物外形簡(jiǎn)化為類矩形,目標(biāo)航天器外形簡(jiǎn)化為由三個(gè)半圓組成的心形[14],其交會(huì)對(duì)接示意圖如圖3所示.整個(gè)交會(huì)對(duì)接過(guò)程可分為以下兩個(gè)階段:1)追蹤航天器從靜止開(kāi)始出發(fā),越過(guò)類矩形障礙物;2)追蹤航天器在安全對(duì)接區(qū)域,通過(guò)對(duì)接機(jī)構(gòu)與目標(biāo)航天器完成對(duì)接.2 勢(shì)能控制器
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]柔性航天器拖拽空間碎片動(dòng)力學(xué)與控制仿真研究[J]. 董富祥,周志成,曲廣吉. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]航天器近距離相對(duì)軌道的滑?刂芠J]. 張瑩,都琳,岳曉樂(lè),許勇. 動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]航天器規(guī)避動(dòng)態(tài)障礙物的自適應(yīng)人工勢(shì)函數(shù)制導(dǎo)[J]. 高鵬,羅建軍. 中國(guó)空間科學(xué)技術(shù). 2012(05)
[4]非合作目標(biāo)自主交會(huì)對(duì)接的橢圓蔓葉線勢(shì)函數(shù)制導(dǎo)[J]. 張大偉,宋申民,裴潤(rùn),段廣仁. 宇航學(xué)報(bào). 2010(10)
[5]國(guó)家微重力實(shí)驗(yàn)室落塔及微重力實(shí)驗(yàn)研究[J]. 韋明罡,萬(wàn)士昕,姚康莊,解京昌. 載人航天. 2007(04)
[6]有限推力下的航天器繞飛軌道保持與控制[J]. 師鵬,李保軍,趙育善. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(07)
[7]失重飛機(jī)飛行方法研究[J]. 屈斌,王啟,王海平,賈曉鵬. 飛行力學(xué). 2007(02)
碩士論文
[1]機(jī)械臂重力補(bǔ)償裝置的隨動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 高德鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3537700
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