【摘要】：空間非合作目標(biāo)是在軌服務(wù)重要的研究對(duì)象,也是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。諸如空間碎片、故障航天器等物體在軌進(jìn)行自由運(yùn)動(dòng),往往會(huì)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(duì)翻滾目標(biāo)的近距離相對(duì)位姿控制成為了一個(gè)重要課題,本文的研究由此展開。首先在空間翻滾對(duì)象的研究方面,針對(duì)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(duì)偶數(shù)建立了剛體的位姿動(dòng)力學(xué)模型,推導(dǎo)了位姿一體化的牛頓——?dú)W拉方程,并在理論上分析了在軌翻滾剛體的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)形式,通過仿真對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,針對(duì)空間翻滾目標(biāo)相對(duì)繞飛問題,采用基于旋量、對(duì)偶四元數(shù)的方法建立了相對(duì)動(dòng)力學(xué)模型,以在軌翻滾航天器作為任務(wù)對(duì)象進(jìn)行了相對(duì)繞飛的對(duì)偶雙環(huán)滑�？刂破髟O(shè)計(jì),不僅保證了追蹤航天器相對(duì)距離的穩(wěn)定,還使其姿態(tài)能夠與翻滾目標(biāo)保持時(shí)刻同步。數(shù)值仿真驗(yàn)證了控制器的有效性。最后,通過對(duì)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(duì)控制效果的影響,分析了控制系統(tǒng)對(duì)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(shì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V448.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2697677