在航空航天事業(yè)高速發(fā)展的今天,在軌任務(wù)的需求變得愈加多樣和復(fù)雜。早期是針對合作目標(biāo)開展空間任務(wù),之后是對非合作非對抗目標(biāo)進(jìn)行在軌操作,而未來則可能需要對非合作對抗目標(biāo)進(jìn)行控制。傳統(tǒng)的航天器控制方法,是將其軌道和姿態(tài)分開設(shè)計控制策略,明確地表示出航天器之間的相對運動關(guān)系和影響。面對具有高速機(jī)動能力、對抗方式未知、對抗特性未知等性質(zhì)的有對抗能力的非合作目標(biāo)時,航天器六自由度控制方式比傳統(tǒng)的控制方式具有更大的優(yōu)勢。對非合作對抗目標(biāo)進(jìn)行在軌操作的前提是在此類工況中對航天器的姿態(tài)和軌道的有效控制,在整個過程中需要考慮潛在的運動約束,例如視線約束和接近路徑約束,最終使得航天器可以以特定的姿態(tài)懸停在某一相對位置上。本文主要是針對具有不同運動約束的航天器六自由度跟蹤控制問題,開展姿軌一體控制策略的研究。主要研究內(nèi)容如下:針對航天器六自由度跟蹤控制問題,首先對航天器進(jìn)行六自由度相對運動學(xué)建模,明確相關(guān)坐標(biāo)系定義,對基于四元數(shù)的航天器姿態(tài)運動模型進(jìn)行簡單介紹,之后介紹對偶四元數(shù)以及相關(guān)的運算性質(zhì)和優(yōu)點,再分別建立基于對偶四元數(shù)的航天器六自由度運動學(xué)模型和基于對偶代數(shù)的航天器六自由度動力學(xué)模型,從而得到剛體... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“德國在軌服務(wù)”任務(wù)示意圖以及日本空間碎片清除系統(tǒng)三維概念示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文以被評估為在太空中具有干擾和破壞其他衛(wèi)星工作的能力[2]。對于非合作目標(biāo)軌操作，具有很多操作難點仍待解決，例如：非合作目標(biāo)無法為航天器提供軌信息、目標(biāo)的質(zhì)量等動力學(xué)參數(shù)無法直接獲取等問題，而面對帶有機(jī)動能非合作目標(biāo)進(jìn)行在軌操作時，還需要考慮其可能出現(xiàn)的高機(jī)動性、主動對抗被動逃逸性等一系列博弈行為，單純使用針對不帶有機(jī)動能力的非合作目標(biāo)統(tǒng)在軌操作很可能滿足不了航天器之間的博弈特性，但仍舊可以從其中的先間操作技術(shù)進(jìn)行借鑒和改進(jìn)，從而解決一些對帶有機(jī)動能力的非合作目標(biāo)的問題。

圖 1-3 考慮運動約束的兩航天器相對運動控制示意圖國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析第2章 航天器六自由度相對運動建�；趯ε妓脑獢�(shù)的運動學(xué)模型 基于對偶代數(shù)的動力學(xué)模型第1章 緒論主要研究內(nèi)容第3章 考慮視線約束的航天器六自由度跟蹤控制無運動約束的跟蹤控制 考慮視線約束的跟蹤控制運動約束描述設(shè)計勢函數(shù)與控制律設(shè)計控制律第4章 考慮路徑約束的航天器六自由度跟蹤控制運動約束描述設(shè)計勢函數(shù)與控制律

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]航天器姿軌一體化動力學(xué)建模、控制與導(dǎo)航方法研究[D]. 王劍穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]對偶四元數(shù)導(dǎo)航算法與非線性高斯濾波研究[D]. 武元新.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2005



本文編號：3294643