針對(duì)空間翻滾目標(biāo)等一類相對(duì)運(yùn)動(dòng)復(fù)雜的接近控制問(wèn)題,首先重點(diǎn)研究了基于微分幾何理論的相對(duì)運(yùn)動(dòng)建模,建立視線旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的三維相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程;然后將三維相對(duì)運(yùn)動(dòng)解耦為視線瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和該平面的轉(zhuǎn)動(dòng),建立了統(tǒng)一的控制器設(shè)計(jì)框架,形式統(tǒng)一簡(jiǎn)潔、物理意義明確,消除傳統(tǒng)制導(dǎo)與控制策略中俯仰、偏航通道的耦合因素影響;最后通過(guò)六自由度仿真算例證明,相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型物理意義明晰、魯棒性強(qiáng)、控制精度高、工程實(shí)現(xiàn)容易。

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【部分圖文】：

圖5Y軸方向控制力矩

圖4X軸方向控制力矩圖6Z軸方向控制力矩

圖1坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系

傳統(tǒng)的視線制導(dǎo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程建立在視線坐標(biāo)系和發(fā)射慣性坐標(biāo)系下,如圖1所示:視線坐標(biāo)系下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程為:

圖2相對(duì)距離曲線對(duì)比圖

本小節(jié)給出增廣比例導(dǎo)引律的仿真結(jié)果。目標(biāo)的初始狀態(tài)為:半長(zhǎng)軸7043.14km,軌道傾角98°,升交點(diǎn)赤經(jīng)14°,近地點(diǎn)幅角60°,初始真近點(diǎn)角30°。追蹤器相對(duì)于目標(biāo)的初始位置:[4386.28,308.60,3204.43]m,相對(duì)速度[-57.7,2.1,-38.5]....

圖3相對(duì)速度曲線對(duì)比圖

圖2相對(duì)距離曲線對(duì)比圖圖3中橫軸代表時(shí)間,縱軸代表相對(duì)速度,則曲線下的面積代表追蹤器和目標(biāo)的初始相對(duì)距離,因此三種情況下都是相等的,常減速模型用時(shí)最短,而基于滑模控制的APN用時(shí)最長(zhǎng)。因?yàn)樗俣惹€的切線是瞬時(shí)加速度,滑模控制模型的最大加速度值是三種模型中最大的,因此對(duì)推力系統(tǒng)的....

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