圍繞服務(wù)航天器對(duì)目標(biāo)任意方位繞飛觀測(cè)操作,提出一種可靈活配置多種相對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)型的繞飛建模方法。將繞飛分為過(guò)渡過(guò)程和繞飛過(guò)程2個(gè)階段。通過(guò)對(duì)繞飛過(guò)渡過(guò)程采用S型速度曲線進(jìn)行規(guī)劃,使服務(wù)飛行器從任意初始方位平穩(wěn)地進(jìn)入繞飛平面。定義軌跡規(guī)劃坐標(biāo)系和期望姿態(tài)坐標(biāo)系,將三維繞飛觀測(cè)轉(zhuǎn)化為二維軌跡設(shè)計(jì)與期望姿態(tài)解算,實(shí)現(xiàn)了繞飛觀測(cè)的降維設(shè)計(jì)。定義期望繞飛矢量,實(shí)現(xiàn)繞飛構(gòu)型的靈活配置。建立了相對(duì)軌道誤差動(dòng)力學(xué)模型,將對(duì)繞飛軌跡的跟蹤控制轉(zhuǎn)化為對(duì)跟蹤誤差的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)。綜合考慮軌道、姿態(tài)與撓性附件振動(dòng)間的耦合作用,設(shè)計(jì)了基于模態(tài)觀測(cè)器的姿軌聯(lián)合控制律。數(shù)學(xué)仿真結(jié)果表明了該方法的正確性。 

【文章來(lái)源】：航天控制. 2020,38(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

軌跡規(guī)劃坐標(biāo)系

期望姿態(tài)坐標(biāo)系Oq-XqYqZq:如圖2所示，原點(diǎn)Oq位于服務(wù)航天器質(zhì)心，Xq從服務(wù)航天器質(zhì)心指向目標(biāo)，Zq在繞飛平面且與繞飛方向反向，Yq與Xq、Zq構(gòu)成右手系。此坐標(biāo)系用于服務(wù)航天器繞飛時(shí)姿態(tài)的跟蹤。1.2 繞飛軌跡設(shè)計(jì)

圖3中，rs和rt分別是服務(wù)航天器和目標(biāo)在慣性系的位置矢量，服務(wù)航天器相對(duì)目標(biāo)的位置矢量為rst=rs-rt。定義實(shí)際相對(duì)位置矢量rst與期望繞飛矢量l的繞飛誤差矢量為Δr，有rst=l+Δr，在OT-XTYTZT下，建立相對(duì)軌道誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型為采用四元數(shù)作為姿態(tài)描述參數(shù)，Ob-XbYbZb相對(duì)Oq-XqYqZq的相對(duì)四元數(shù)為Qe=[qe0qe1qe2qe3]T,qe=[qe1qe2qe3]T為Qe的矢量部分。

【參考文獻(xiàn)】：
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