近年來(lái),遺留在空間中的太空垃圾已經(jīng)成為了不可忽視的安全隱患,一個(gè)合理可行的加速碎片離軌的方法勢(shì)在必行。電動(dòng)力繩系統(tǒng)是一個(gè)新穎且有效的方法,當(dāng)帶電導(dǎo)線在地磁場(chǎng)中高速運(yùn)動(dòng)時(shí),會(huì)感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此時(shí),系統(tǒng)可以和空間電離層中的帶電粒子形成閉合回路,導(dǎo)電繩上有電流產(chǎn)生,與地磁場(chǎng)相互作用,產(chǎn)生的洛倫茲力使廢棄航天器減速,具有很大的應(yīng)用前景。但是電動(dòng)力繩系也面臨諸多困難,電動(dòng)力繩系統(tǒng)的控制能力?分有限,對(duì)系統(tǒng)的展開和位置保持帶來(lái)很大難度。針對(duì)上述問(wèn)題,本文重點(diǎn)研究電動(dòng)力繩系的空間展開、位置保持以及離軌效率分析等問(wèn)題,主要包括以下幾個(gè)方面的工作:首先,在對(duì)電動(dòng)力繩系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理分析的基礎(chǔ)上,開展了包含電動(dòng)力和其他攝動(dòng)力的電動(dòng)力繩系統(tǒng)二體軌道動(dòng)力學(xué)建模,尤其對(duì)電動(dòng)力繩系統(tǒng)中電動(dòng)力的產(chǎn)生起到?jīng)Q定作用的地磁場(chǎng)和電離層進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,給出了數(shù)值仿真過(guò)程中的環(huán)境參數(shù)。然后,針對(duì)在電動(dòng)力繩系統(tǒng)空間展開的問(wèn)題,研究了基于剛性桿假設(shè)的啞鈴模型的電動(dòng)力繩系統(tǒng)的空間展開動(dòng)力學(xué),通過(guò)將非線性系統(tǒng)在平衡位置線性化,給出系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式,設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋控制器并對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。進(jìn)一步,以電動(dòng)力繩張力為約束提出了改進(jìn)的... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電動(dòng)力繩系統(tǒng)建模與控制方法
        1.2.2 代表性在軌試驗(yàn)項(xiàng)目
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 電動(dòng)力繩系統(tǒng)軌道動(dòng)力學(xué)及電磁環(huán)境建模
    2.1 引言
    2.2 電動(dòng)力繩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
    2.3 電動(dòng)力繩系統(tǒng)軌道動(dòng)力學(xué)建模
        2.3.1 相關(guān)坐標(biāo)系描述
        2.3.2 二體動(dòng)力學(xué)模型
        2.3.3 考慮攝動(dòng)軌道模型描述
    2.4 地磁場(chǎng)和電離層環(huán)境建模
        2.4.1 地磁場(chǎng)模型
        2.4.2 電離層模型
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于張力約束的電動(dòng)力繩空間展開控制
    3.1 引言
    3.2 空間展開運(yùn)動(dòng)建模
    3.3 考慮張力約束的PD控制器設(shè)計(jì)
        3.3.1 比例-微分控制器設(shè)計(jì)
        3.3.2 基于張力約束的控制器設(shè)計(jì)
    3.4 仿真分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 電動(dòng)力繩系空間位置保持控制
    4.1 引言
    4.2 電動(dòng)力繩系位置保持的動(dòng)力學(xué)建模
    4.3 基于能量函數(shù)的位置保持控制
        4.3.1 控制器設(shè)計(jì)與可行性證明
        4.3.2 仿真驗(yàn)證
    4.4 擴(kuò)展時(shí)滯自同步的位置保持控制
        4.4.1 控制器設(shè)計(jì)與可行性證明
        4.4.2 仿真驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 電動(dòng)力繩系的離軌效率分析
    5.1 引言
    5.2 離軌過(guò)程中的相關(guān)攝動(dòng)力建模
        5.2.1 地球非球形引力攝動(dòng)
        5.2.2 大氣阻力攝動(dòng)
        5.2.3 三體攝動(dòng)
    5.3 離軌仿真與效率分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3160079