在軌服務(wù)航天器魯棒自主交會與姿態(tài)跟蹤控制方法.pdf

1、隨著空間技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界各國的航天器構(gòu)造越來越復(fù)雜，成本也越來越昂貴。為了縮減航天器制造、發(fā)射和在軌運(yùn)行的開支，同時延長在軌服務(wù)航天器的壽命，在軌組裝維護(hù)修復(fù)、燃料加注、功能更換和升級等高新技術(shù)得到越來越多的關(guān)注和研究。當(dāng)前各航天強(qiáng)國都已把發(fā)展在軌服務(wù)技術(shù)、構(gòu)建在軌服務(wù)體系作為本國空間技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的核心任務(wù)。
　　本課題針對在軌服務(wù)中航天器自主交會對接過程中的軌道機(jī)動問題進(jìn)行深入分析和研究，提出在軌服務(wù)自主交會各個階段的魯棒控

2、制及軌道確定方法。
　　針對近距離導(dǎo)引段的機(jī)動控制，提出一種采用中長周期從測量設(shè)備向控制器發(fā)送軌道測量信息的機(jī)制，考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的飽和非線性、推力受限以及航天器燃料受限等因素，研究基于中長周期信號的近距離導(dǎo)引段的多目標(biāo)控制律設(shè)計策略。
　　針對相對位置保持階段，考慮控制力矩受限、空間干擾力矩、燃料最優(yōu)以及H∞性能指標(biāo)等約束的控制問題，將相對位置保持問題描述為一個線性系統(tǒng)的輸出跟蹤控制問題，提出控制器周期性向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送指令機(jī)制

3、進(jìn)行多目標(biāo)魯棒控制器的設(shè)計，并證明了控制器對能量有限的外部擾動具有抑制性能。
　　針對相對位置保持階段的相對軌道確定問題，考慮到滑模控制器對滿足匹配條件的模型不確定性、非線性以及輸入擾動的完全魯棒性，提出新型的魯棒滑模觀測器方法實現(xiàn)航天器相對運(yùn)動軌道信息的精確估計，從而避免了傳統(tǒng)的魯棒H2和H∞濾波只能處理能量有界擾動并且只能應(yīng)用于精確的數(shù)學(xué)模型的局限性。
　　針對最后逼近段的相對姿態(tài)跟蹤問題，考慮未知外部擾動和執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障