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基于分段常值推力的水滴悬停构型控制策略

白晟州 王慧疆 韩潮 张斯航

白晟州, 王慧疆, 韩潮, 等 . 基于分段常值推力的水滴悬停构型控制策略[J]. 北京航空航天大学学报, 2019, 45(3): 560-566. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0408
引用本文: 白晟州, 王慧疆, 韩潮, 等 . 基于分段常值推力的水滴悬停构型控制策略[J]. 北京航空航天大学学报, 2019, 45(3): 560-566. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0408
BAI Shengzhou, WANG Huijiang, HAN Chao, et al. Teardrop hovering configuration control strategy based on piecewise constant thrust[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2019, 45(3): 560-566. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0408(in Chinese)
Citation: BAI Shengzhou, WANG Huijiang, HAN Chao, et al. Teardrop hovering configuration control strategy based on piecewise constant thrust[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2019, 45(3): 560-566. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0408(in Chinese)

基于分段常值推力的水滴悬停构型控制策略

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0408
详细信息
    作者简介:

    白晟州, 男, 博士研究生。主要研究方向:航天器编队飞行动力学与控制

    韩潮, 男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:航天器动力学与控制、航天器导航、制导与控制、航天器系统动力学仿真等

    通讯作者:

    韩潮, E-mail:hanchao@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V412.4

Teardrop hovering configuration control strategy based on piecewise constant thrust

More Information
  • 摘要:

    针对航天器编队飞行任务对相对运动控制的要求,研究了在分段常值推力控制下航天器受迫绕飞构型的设计与控制问题。首先,基于脉冲控制下的水滴悬停构型,提出了多段常值推力控制实现水滴悬停构型的打靶方程;将打靶方程转化为求解极值问题,采用最小二乘法来求解;分析了一段常值推力可行性。然后,以连续常值小推力控制方程为基础,推导了小邻域定理,分析了近距离相对运动条件下两段常值推力控制的可行性;针对可能出现求解精度差的问题,提出了小推力增量方程来修正精度,并证明在靠近理想解的情况下多次迭代可以趋近于理想解。最后,通过数值仿真实现常值小推力控制下的水滴悬停相对运动。数值仿真结果表明常值小推力控制策略可行,研究成果完善了航天器受迫绕飞构型设计与控制的相关理论,为工程应用提供参考。

     

  • 图 1  水滴悬停构型三维示意图

    Figure 1.  Schematic diagram of 3D teardrop hovering configuration

    图 2  小邻域定理示意图

    Figure 2.  Schematic diagram of small neighborhood theorem

    图 3  五段常值推力下仿真结果

    Figure 3.  Simulation results of five-segment constant thrust

    图 4  未修正的两段常值推力解

    Figure 4.  Solution of unmodified two-segment constant thrust

    图 5  修正后的两段常值推力解

    Figure 5.  Solution of modified two-segment constant thrust

    表  1  未修正两段常值推力结果

    Table  1.   Results of unmodified two-segment constant thrust

    推力/(m·s-2) μ1 μ2
    ft 0.006 796 -0.006 789
    fn -0.018 311 -0.018 306 8
    fh 0 0
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    表  2  修正后两段常值推力结果

    Table  2.   Results of modified two-segment constant thrust

    推力/(m·s-2) μ1 μ2
    ft 0.005 074 -0.005 080
    fn -0.021 028 -0.021 026
    fh 0 0
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-07-09
  • 录用日期:  2018-10-17
  • 网络出版日期:  2019-03-20

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