卫星轨迹跟踪控制的参数化方法 被引量：4

1

作者 段广仁 谭峰 +1 位作者 张世杰 顾大可 《空间控制技术与应用》 2008年第5期3-7,30,共6页

在卫星轨迹控制系统的状态空间模型的基础上,通过分析卫星的轨道动力学方程,给出卫星轨迹跟踪控制问题的数学描述;基于线性系统的特征结构配置和模型参考理论提出一种卫星轨迹跟踪控制的参数化方法,设计系统的反馈镇定控制器和前馈跟踪... 在卫星轨迹控制系统的状态空间模型的基础上,通过分析卫星的轨道动力学方程,给出卫星轨迹跟踪控制问题的数学描述;基于线性系统的特征结构配置和模型参考理论提出一种卫星轨迹跟踪控制的参数化方法,设计系统的反馈镇定控制器和前馈跟踪控制器。分别进行卫星悬停和绕飞两种指令下的仿真。仿真结果表明,提出的控制方案是行之有效的。 展开更多

关键词 卫星轨迹跟踪 参数化方法 模型参考 悬停 绕飞

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目标监视绕飞导引方法研究 被引量：4

2

作者 兰宏炜 江涌 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期1735-1739,共5页

针对空间非合作目标近距离监视机动飞行,在给出视线坐标系中两航天器的相对运动数学模型的基础上,建立了跟踪飞行器的轴向轨控发动机模型,提出了直接以发动机产生向心力对目标进行绕飞的控制方法,并完全利用跟踪飞行器上光学相机所提供... 针对空间非合作目标近距离监视机动飞行,在给出视线坐标系中两航天器的相对运动数学模型的基础上,建立了跟踪飞行器的轴向轨控发动机模型,提出了直接以发动机产生向心力对目标进行绕飞的控制方法,并完全利用跟踪飞行器上光学相机所提供的观测信息,设计出一种在绕飞面控制视线转率为非零常值,同时在纵平面辅以比例导引的制导方法,使跟踪飞行器能在以目标为中心的近圆相对轨道上飞行。讨论了该方法下可实现绕飞的条件,给出了控制方法,通过数学仿真,验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 绕飞 自主控制 视线转率 非合作目标 近距离机动

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航天器绕飞逼近翻滚目标运动再现的姿轨控制 被引量：3

3

作者 孙施浩 贾英民 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期818-826,共9页

为了研究地面试验环境下实现航天器捕获失控翻滚目标运动再现的姿轨控制问题,首先,建立了适用于实验验证的六自由度姿轨联合相似模型,可满足实验场地大小、机构速度和运行时间等约束;其次,基于多项式函数设计了有限时间收敛且动态性能... 为了研究地面试验环境下实现航天器捕获失控翻滚目标运动再现的姿轨控制问题,首先,建立了适用于实验验证的六自由度姿轨联合相似模型,可满足实验场地大小、机构速度和运行时间等约束;其次,基于多项式函数设计了有限时间收敛且动态性能良好的绕飞逼近参考轨迹,并利用反步法给出了姿轨联合控制律,证明了相似闭环系统的稳定性。通过仿真算例说明了基于运动再现的姿轨控制方法是有效的。 展开更多

关键词 运动再现 相似理论 绕飞 翻滚 姿轨控制 航天器

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航天器对空间目标追踪及绕飞研究 被引量：1

4

作者 刘猛 李全 《沈阳理工大学学报》 CAS 2011年第2期80-83,共4页

最小冲量追踪是指航天器对空间目标的轨道追踪时,所需要的最小速度冲量。应用拉格朗日极小值原理,以航天器转移轨道六要素为目标函数,通过调整航天器轨道六要素对空间目标设计出最小冲量入轨,对空间目标进行绕飞,从而得出航天器追踪到... 最小冲量追踪是指航天器对空间目标的轨道追踪时,所需要的最小速度冲量。应用拉格朗日极小值原理,以航天器转移轨道六要素为目标函数,通过调整航天器轨道六要素对空间目标设计出最小冲量入轨,对空间目标进行绕飞,从而得出航天器追踪到绕飞编队所需冲量基本关系。通过施加两个最小冲量,使得航天器对空间目标实现绕飞. 展开更多

关键词 轨道追踪 绕飞 最小冲量

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一种小天体探测器绕飞轨道主动抗扰控制方法

5

作者 姚文龙 杨珂 +1 位作者 邵巍 刘毅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期938-945,共8页

针对小天体绕飞探测过程中,探测器受到的非球形引力摄动及太阳光压等多源扰动问题,结合绕飞探测的周期性特点,提出一种小天体探测器绕飞轨道主动抗扰控制方法。首先,通过迭代学习控制对小天体探测器受多源扰动影响产生的误差进行抑制,... 针对小天体绕飞探测过程中,探测器受到的非球形引力摄动及太阳光压等多源扰动问题,结合绕飞探测的周期性特点,提出一种小天体探测器绕飞轨道主动抗扰控制方法。首先,通过迭代学习控制对小天体探测器受多源扰动影响产生的误差进行抑制,然后设计扰动观测器估计系统总扰动,构造自适应律实时估计扰动上界,进而设计控制律对总扰动进行主动补偿。最后以243Ida作为目标天体进行绕飞探测仿真分析,结果表明该控制方法能更加有效地提高小天体探测器的轨道跟踪控制精度。 展开更多

关键词 小天体探测 绕飞段 轨道跟踪 主动抗扰 迭代学习控制

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基于Hill方程的编队卫星群运动分析与轨道设计 被引量：12

6

作者 张玉锟 戴金海 +1 位作者 王石 任萱 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期1-5,共5页

从Hill方程出发 ,研究了绕飞轨道的性质及编队卫星群的轨道设计方法。从三方面对绕飞轨道进行了描述 :坐标平面投影 ,与坐标平面的夹角 ,绕飞轨道根数。编队卫星群的轨道设计分两步进行 :先求基本环绕卫星的轨道根数 ;再求其它环绕卫星... 从Hill方程出发 ,研究了绕飞轨道的性质及编队卫星群的轨道设计方法。从三方面对绕飞轨道进行了描述 :坐标平面投影 ,与坐标平面的夹角 ,绕飞轨道根数。编队卫星群的轨道设计分两步进行 :先求基本环绕卫星的轨道根数 ;再求其它环绕卫星的轨道根数。仿真结果表明 。 展开更多

关键词 HiII方程 编队卫星群 绕飞轨道 轨道设计 运动分析 编队飞行

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共面快速受控绕飞轨迹设计与控制 被引量：13

7

作者 罗建军 杨宇和 袁建平 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1389-1392,共4页

绕飞运动在航天器在轨服务与在轨支援、辅助航天员舱外活动、航天器编队飞行、空间交会对接等空间活动中具有重要应用。分析了快速受控绕飞的可行性和主要过程,建立了适用于目标航天器运行在圆轨道上的共面快速绕飞和进入绕飞与退出绕... 绕飞运动在航天器在轨服务与在轨支援、辅助航天员舱外活动、航天器编队飞行、空间交会对接等空间活动中具有重要应用。分析了快速受控绕飞的可行性和主要过程,建立了适用于目标航天器运行在圆轨道上的共面快速绕飞和进入绕飞与退出绕飞的轨迹设计模型,采用多速度脉冲控制方法和等角度/等时间控制方式对绕飞轨迹进行控制。仿真计算结果表明所提出的快速受控绕飞轨迹设计模型和控制方法可以实现对圆轨道目标航天器的共面快速受控绕飞。 展开更多

关键词 绕飞卫星 快速受控绕飞 轨迹 多脉冲控制

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线性连续周期系统的模型参考跟踪控制 被引量：11

8

作者 路阳 付艳明 张卯瑞 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期1279-1284,共6页

基于周期系统Lyapunov稳定性理论,给出控制器的存在条件.利用广义Sylvester矩阵方程的参数化解,提出模型参考跟踪控制器的参数化设计算法.该控制器包括具有一定收敛速率的反馈镇定控制器和完全参数化的前馈跟踪补偿器两部分.以基于T-H... 基于周期系统Lyapunov稳定性理论,给出控制器的存在条件.利用广义Sylvester矩阵方程的参数化解,提出模型参考跟踪控制器的参数化设计算法.该控制器包括具有一定收敛速率的反馈镇定控制器和完全参数化的前馈跟踪补偿器两部分.以基于T-H方程描述的两航天器绕飞任务下的控制系统进行仿真,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性. 展开更多

关键词 连续周期系统 模型参考跟踪控制 参量Lyapunov方法 参数化方法 航天器绕飞

原文传递

绕飞弱引力小天体的轨道保持控制 被引量：1

9

作者 崔祜涛 史雪岩 +1 位作者 崔平远 李傲霜 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2002年第3期54-57,共4页

建立了微小探测器绕飞弱引力小天体的轨道动力学方程 ,对绕飞轨道的稳定性进行了分析 ,给出了稳定绕飞轨道的条件 ,进而提出了一种摄动情况下保持绕飞轨道的控制策略 ,用以以便保证在主动控制下的绕飞轨道鲁棒稳定。仿真结果表明 ,提出... 建立了微小探测器绕飞弱引力小天体的轨道动力学方程 ,对绕飞轨道的稳定性进行了分析 ,给出了稳定绕飞轨道的条件 ,进而提出了一种摄动情况下保持绕飞轨道的控制策略 ,用以以便保证在主动控制下的绕飞轨道鲁棒稳定。仿真结果表明 ,提出的控制策略可以使探测器在有界的摄动情况下 ,由任意的初始状态出发 。 展开更多

关键词 轨道运动 绕飞 绕飞动力学 轨道稳定性 轨道保持 小天体 彗星 小行星 微小探测器 弱引力 预测控制律

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基于Unscented滤波的伴飞卫星自主相对导航滤波器

10

作者 杨文博 李英波 +2 位作者 张小伟 施常勇 朱庆华 《上海航天》 2009年第2期45-49,54,共6页

为提高导航滤波器的稳定性和计算精度,根据卫星自主导航原理,构造了基于Unscented Kalman滤波(UKF)的伴飞卫星自主相对导航滤波器,建立了算法模型。仿真结果表明:UKF的滤波精度优于扩展Kalman滤波(EKF),且无需计算量测方程的Jacobi矩阵... 为提高导航滤波器的稳定性和计算精度,根据卫星自主导航原理,构造了基于Unscented Kalman滤波(UKF)的伴飞卫星自主相对导航滤波器,建立了算法模型。仿真结果表明:UKF的滤波精度优于扩展Kalman滤波(EKF),且无需计算量测方程的Jacobi矩阵,计算量小、易于实现。 展开更多

关键词 伴飞卫星 相对自主导航 Unscented KALMAN滤波 扩展Kalman滤波 滤波精度

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无人机随舰飞行时的航路勾径偏移

11

作者 吴波 《现代计算机》 2021年第32期79-84,共6页

海军试验时,为了满足试验要求,保证试验安全,需要无人机在随舰飞行时实时调整某一段航路的勾径,从而使得无人机以设定的勾径值随舰飞行。手动调整航路勾径精度太低,且操作繁琐。测控系统作为无人机系统的核心组成部分,需要承担航路勾径... 海军试验时,为了满足试验要求,保证试验安全,需要无人机在随舰飞行时实时调整某一段航路的勾径,从而使得无人机以设定的勾径值随舰飞行。手动调整航路勾径精度太低,且操作繁琐。测控系统作为无人机系统的核心组成部分,需要承担航路勾径自动偏移的功能。为了解决该问题,无人机测控软件设计了航路勾径偏移功能。本文主要介绍了航路勾径偏移功能的功能描述、算法实现以及功能实现。目前该功能满足了设计的目标,达到了预期效果,已用于海用型无人机实际飞行。 展开更多

关键词 随舰飞行 无人机 勾径

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GEO空间慢旋目标天基监视受控绕飞轨道设计与仿真

12

作者 张扬 甘庆波 +3 位作者 傅江良 李子申 袁洪 熊瑶 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期441-447,共7页

为实现GEO空间慢旋目标特定面的连续观测,提出了一种天基监视受控绕飞轨道设计方法.首先建立了目标、天基平台相对运动模型,研究了空间任意自旋轴下的期望相对轨道模型,设计了单周期受控绕飞模型和多周期螺旋接近受控绕飞模型,应用时间... 为实现GEO空间慢旋目标特定面的连续观测,提出了一种天基监视受控绕飞轨道设计方法.首先建立了目标、天基平台相对运动模型,研究了空间任意自旋轴下的期望相对轨道模型,设计了单周期受控绕飞模型和多周期螺旋接近受控绕飞模型,应用时间约束的多脉冲控制实现平台受控绕飞,仿真分析了不同绕飞半径、不同脉冲数、不同绕飞周期下的受控绕飞轨道,最后提出并验证了多周期螺旋接近受控绕飞策略.结果表明,基于GEO空间自旋目标姿态变化的受控绕飞的相对轨道设计,能够实现目标特定面的连续指向观测,相关仿真结果和结论对实际工程应用具有一定的参考意义. 展开更多

关键词 空间慢旋目标 相对运动 受控绕飞 多脉冲控制 螺旋接近

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高轨卫星悬挂绕飞增加覆盖面积的研究

13

作者 姜学军 宋贺 《沈阳理工大学学报》 CAS 2012年第4期16-18,28,共4页

针对高轨卫星覆盖区域增强的研究,采用高轨卫星下方悬挂圆形绕飞编队方法,通过卫星的绕飞编队设计,实现轨道下方垂直悬停构型。仿真实例表明,提出的绕飞编队悬挂轨道方法成功地实现了卫星覆盖区域增强,通过增加绕飞半径和减少卫星间的... 针对高轨卫星覆盖区域增强的研究,采用高轨卫星下方悬挂圆形绕飞编队方法,通过卫星的绕飞编队设计,实现轨道下方垂直悬停构型。仿真实例表明,提出的绕飞编队悬挂轨道方法成功地实现了卫星覆盖区域增强,通过增加绕飞半径和减少卫星间的距离来实现高轨道卫星覆盖区域增强的效果。 展开更多

关键词 覆盖面积 悬挂绕飞 仿真

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一种翻滚非合作航天器抵近绕飞避障轨迹规划和跟踪控制方法 被引量：8

14

作者 黄宇嵩 田栋 +2 位作者 李洪珏 焦荣惠 李斐 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2021年第3期1-8,共8页

针对空间无人在轨服务任务中翻滚非合作航天器抵近、绕飞和避障问题,在目标特征部位本体坐标系,建立了轨道和姿态相对运动模型.设计了抵近和绕飞策略,以抵近轨迹的燃料和时间最优为目标函数,考虑规避障碍物情况,结合动力学和路径等约束... 针对空间无人在轨服务任务中翻滚非合作航天器抵近、绕飞和避障问题,在目标特征部位本体坐标系,建立了轨道和姿态相对运动模型.设计了抵近和绕飞策略,以抵近轨迹的燃料和时间最优为目标函数,考虑规避障碍物情况,结合动力学和路径等约束条件进行轨迹规划,最后采用高斯伪谱法对连续最优控制问题进行离散转化,对转化后的非线性规划问题进行求解,得出最优路径.同时基于轨道和姿态协同的六自由度轨迹跟踪误差模型,设计了全状态反馈轨迹跟踪控制律,在相对运动姿态和轨道模型的基础上,对控制过程进行了闭环仿真验证,结果表明了姿轨耦合轨迹跟踪控制律的有效性和稳定性. 展开更多

关键词 非合作航天器 抵近绕飞 高斯伪谱法 轨迹规划 轨迹跟踪

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交会对接绕飞段多模态滑模控制 被引量：1

15

作者 赵霞 姜玉宪 吴云洁 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期143-147,共5页

基于多模态滑模控制的理念,研究了交会对接绕飞段的控制问题。介绍了多模态滑模切换函数的设计方法,并给出滑模面的存在条件和系统稳定性证明。采用分时控制方法弱化系统变量之间的耦合,简化了控制系统的设计。对该控制系统进行了数值仿... 基于多模态滑模控制的理念,研究了交会对接绕飞段的控制问题。介绍了多模态滑模切换函数的设计方法,并给出滑模面的存在条件和系统稳定性证明。采用分时控制方法弱化系统变量之间的耦合,简化了控制系统的设计。对该控制系统进行了数值仿真,结果表明:系统可以经由预想的绕飞轨线,由初态绕飞至终态,而且对初始状态具有很好的适应性。 展开更多

关键词 交会对接 滑模控制 绕飞 分时控制

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伴随卫星接近绕飞的轨道控制方法研究 被引量：7

16

作者 李革非 朱民才 韩潮 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2182-2187,共6页

针对伴随卫星以共面方式接近目标星飞行、并最终实现共面绕飞这一问题进行了研究。提出了通过轨道调相控制实现轨道接近,并且兼顾实现绕飞轨道构型参数的方法。仿真实例表明,提出的接近绕飞轨道控制方法成功地实现了伴随卫星相对目标星... 针对伴随卫星以共面方式接近目标星飞行、并最终实现共面绕飞这一问题进行了研究。提出了通过轨道调相控制实现轨道接近,并且兼顾实现绕飞轨道构型参数的方法。仿真实例表明,提出的接近绕飞轨道控制方法成功地实现了伴随卫星相对目标星的接近和绕飞,很好地达到了绕飞轨道构型的参数指标要求。 展开更多

关键词 伴随卫星 轨道接近 轨道绕飞

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编队航天器协同绕飞非合作目标的全驱预设性能控制 被引量：1

17

作者 殷泽阳 邢友朋 +2 位作者 韩飞 魏才盛 廖宇新 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期79-93,共15页

针对利用多星编队协同绕飞空间非合作目标的控制问题,考虑外部干扰和目标非期望轨道机动影响,提出了一种基于全驱系统理论的分布式约定时间预设性能控制方法。首先,基于视线坐标系建立服务航天器编队绕飞非合作目标的相对运动方程,并将... 针对利用多星编队协同绕飞空间非合作目标的控制问题,考虑外部干扰和目标非期望轨道机动影响,提出了一种基于全驱系统理论的分布式约定时间预设性能控制方法。首先,基于视线坐标系建立服务航天器编队绕飞非合作目标的相对运动方程,并将其转化为全驱系统形式以降低控制器设计复杂度;其次,结合拓扑理论设计一种分布式约定时间预设性能控制器,保证多星编队绕飞的瞬态和稳态控制性能;此外,引入扩张状态观测器观测并合理补偿系统中存在的不确定项与干扰,提高多星编队绕飞的控制精度与鲁棒性。最后,通过两组绕飞仿真验证了所设计控制方法的有效性。 展开更多

关键词 全驱系统理论 编队绕飞 非合作目标 预设性能控制 扩张状态观测器

原文传递

时变通信约束下航天器绕飞的高阶全驱预测控制方法

18

作者 张大蔚 刘国平 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期40-50,共11页

针对视线坐标系下具有时变通信约束的航天器绕飞问题,提出了一种高阶全驱(HOFA)预测控制方法以实现绕飞任务并主动补偿服务航天器与跟踪与数据中继卫星系统间的时变通信延迟和数据丢包。首先,在视线坐标系下引入了一个非线性高阶全驱系... 针对视线坐标系下具有时变通信约束的航天器绕飞问题,提出了一种高阶全驱(HOFA)预测控制方法以实现绕飞任务并主动补偿服务航天器与跟踪与数据中继卫星系统间的时变通信延迟和数据丢包。首先,在视线坐标系下引入了一个非线性高阶全驱系统模型来描述航天器绕飞的相对动力学模型,并将所提出的绕飞任务转换为非线性高阶全驱系统的跟踪控制问题。其次,利用全驱特性抵消系统中的非线性,从而构建一个线性高阶全驱(LIHOFA)系统。然后,应用丢番图方程建立一个增量线性高阶全驱预测模型以代替传统的降阶预测模型,进而构建多步超前预测以实现跟踪控制性能的优化和时变通信约束的补偿,从而有效地保证了绕飞任务的实现。同时,给出了一个简单的充要条件以分析闭环系统的稳定性和跟踪性能。最后,还提供了航天器在圆轨道和椭圆轨道绕飞的数值仿真以验证高阶全驱预测控制方法的可行性。 展开更多

关键词 航天器绕飞 非线性高阶全驱系统 时变通信约束 高阶全驱预测控制 稳定性与跟踪性能

原文传递

小卫星编队绕飞构型运动学设计与分析研究 被引量：3

19

作者 陈计辉 熊智 +1 位作者 王融 刘建业 《航天控制》 CSCD 北大核心 2009年第6期33-37,共5页

基于运动学的相对运动数学模型,利用物理意义更明确的绕飞方程进行了小卫星绕飞轨道的设计。根据绕飞轨道方程,重点分析了4类常用的绕飞编队构型:同绕飞轨道编队、同面同绕飞中心编队、异面同绕飞中心编队和多绕飞中心编队,总结分析了... 基于运动学的相对运动数学模型,利用物理意义更明确的绕飞方程进行了小卫星绕飞轨道的设计。根据绕飞轨道方程,重点分析了4类常用的绕飞编队构型:同绕飞轨道编队、同面同绕飞中心编队、异面同绕飞中心编队和多绕飞中心编队,总结分析了各种编队轨道设计的约束条件,获得了一般规律性结论。最后通过仿真验证了所提出的绕飞编队轨道设计方法和结论的正确性。 展开更多

关键词 小卫星 绕飞构型 编队飞行 轨道设计

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分布式InSAR卫星绕飞角设计与控制方法研究 被引量：2

20

作者 伍升钢 钱山 +2 位作者 谭炜 张智斌 李恒年 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1224-1230,共7页

针对分布式卫星绕飞轨道构型设计与控制问题,提出了基于Hill方程的绕飞构型设计算法,给出了绕飞角与升交点赤经偏差和轨道倾角偏差的关系,并分析了绕飞角的稳定性;根据分布式InSAR卫星绕飞构型特点提出了基于开普勒轨道实现特定绕飞角... 针对分布式卫星绕飞轨道构型设计与控制问题,提出了基于Hill方程的绕飞构型设计算法,给出了绕飞角与升交点赤经偏差和轨道倾角偏差的关系,并分析了绕飞角的稳定性;根据分布式InSAR卫星绕飞构型特点提出了基于开普勒轨道实现特定绕飞角和绕飞半长轴的双层迭代轨道控制算法。仿真结果表明,上述方法设计的绕飞构型稳定,捕获控制策略简单可行、控制精度高,具有一定的工程参考价值。 展开更多

关键词 分布式卫星 绕飞构型设计 绕飞角 轨道控制

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