本文關(guān)鍵詞：基于庫(kù)侖力的非接觸式目標(biāo)消旋研究

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【摘要】：自從人類開展太空探索以來,伴隨著數(shù)量眾多航天器發(fā)射升空,越來越多失效的飛行器或由于各種原因產(chǎn)生的太空垃圾成為日益嚴(yán)峻的問題。為了應(yīng)對(duì)這一問題,主動(dòng)移除技術(shù)就成為必然的選擇。很多機(jī)構(gòu)或個(gè)人對(duì)主動(dòng)移除空間碎片或失效航天器進(jìn)行了很多方式的探索,由于空間中失效航天器可能存在角速度較大的旋轉(zhuǎn),這就給捕獲回收帶來巨大的安全挑戰(zhàn)。本文選擇利用庫(kù)侖力的方式對(duì)空間碎片或失效航天器進(jìn)行消旋,并建立目標(biāo)航天器在庫(kù)侖力作用下的動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)分析航天器編隊(duì)穩(wěn)定性等問題。本文首先討論了航天器在太空中飛行時(shí)所涉及的空間離子環(huán)境,并分析德拜屏障效應(yīng)對(duì)航天器充放電的影響以及在庫(kù)侖力影響下航天器在地球同步軌道飛行的適用性,分析了充電過程中可能產(chǎn)生的擾動(dòng)。在假設(shè)的質(zhì)心模型條件下,建立航天器編隊(duì)的動(dòng)力學(xué)模型�？紤]到消旋目標(biāo)的復(fù)雜性,本文對(duì)常見的近似圓柱體航天器進(jìn)行多球體�；�。通過研究航天器的這種簡(jiǎn)化模型,來探討在庫(kù)侖力影響下主動(dòng)航天器對(duì)失效航天器產(chǎn)生的扭矩,并建立主動(dòng)航天器與目標(biāo)航天器在不同距離上的消旋動(dòng)力學(xué)模型。主動(dòng)航天器與目標(biāo)航天器在編隊(duì)飛行過程中可能產(chǎn)生擾動(dòng),針對(duì)這種情況考慮到兩航天器編隊(duì)連線方向與軌道切線方向相同,分析這種狀態(tài)下航天器編隊(duì)的穩(wěn)定性。通過設(shè)計(jì)反饋控制律、分析控制方案,對(duì)航天器編隊(duì)在切線方向上相對(duì)位置偏差進(jìn)行控制。最后本文對(duì)航天器消旋的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并研究在庫(kù)侖力作用下主動(dòng)航天器的速率控制。對(duì)兩航天器在規(guī)定范圍內(nèi)的消旋進(jìn)行仿真分析,并取得了較為理想的控制效果。該方案稍加改造也可應(yīng)用到航天器交會(huì)對(duì)接,編隊(duì)飛行以及航天器捕捉等方面。
【關(guān)鍵詞】：庫(kù)侖力消旋 穩(wěn)定性分析 航天器編隊(duì) 多球體模型
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V448.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究的目的和意義8-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)11-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 相關(guān)理論基礎(chǔ)與動(dòng)力學(xué)模型18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 庫(kù)侖力空間充放電的可行性18-19
• 2.3 德拜屏蔽效應(yīng)19-20
• 2.4 充放電過程的擾動(dòng)20-22
• 2.4.1 帶電粒子干擾力分析20-21
• 2.4.2 庫(kù)侖力的分析21-22
• 2.4.3 干擾力與庫(kù)侖力對(duì)比分析22
• 2.5 質(zhì)心模型的建立22-26
• 2.5.1 建立模型22-25
• 2.5.2 模型的簡(jiǎn)化25-26
• 2.6 庫(kù)侖力充電的實(shí)驗(yàn)支撐26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第3章 多球體模型方法的建立28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 多球體方法動(dòng)力學(xué)分析28-31
• 3.3 參數(shù)的選取31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 兩航天器相對(duì)穩(wěn)定性分析與控制34-47
• 4.1 引言34
• 4.2 基本平衡條件34-36
• 4.3 兩個(gè)航天器編隊(duì)構(gòu)型問題分析36-38
• 4.3.1 ，
  
  本文編號(hào)：860928
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