一种内编队卫星脉冲阈值轨道控制方法

针对内编队卫星由于内外卫星受摄差异产生的相对轨道运动,需要进行编队构型维持以避免内外卫星碰撞,提出一种脉冲阈值相对轨道维持方法。该方法设计了一种周期启动式脉冲阈值控制器,根据内外卫星质心的相对位置与距离阈值以及线性化相对轨道运动动力学模型计算施加的脉冲冲量,采用蒙特卡洛方法模拟内外卫星存在状态估计偏差,并在相同条件下对比两种连续控制方法。结果表明该方法在控制精度、燃料消耗和受测量误差影响程度上能取得良好的平衡,能够有效降低状态偏差对燃料消耗带来的不确定性,可应用于内编队卫星长期在轨低燃料消耗的编队构型维持,也可应用于一般编队卫星构型维持与行星伴飞。

固定时间稳定航天器相对轨道悬停控制

针对航天器相对空间目标的定点悬停控制需求,基于非线性反馈固定时间稳定算法设计了一种闭环悬停控制律.阐述了固定时间稳定的原理,以C-W方程为相对运动模型设计了悬停控制律,可以通过改变相关控制参数来消除初始悬停误差和干扰的影响,实现对控制效果的调节.结果分析表明,提出的控制律对初始悬停误差收敛速率较快,能够保持长时间、高精度定点悬停,仿真结果验证了方法的有效性.

卫星编队构形重构的螺旋控制策略

系统地探讨利用螺旋控制策略实现卫星编队的构形重构问题,并给出等速螺旋控制、加速螺旋控制、对数螺旋控制、加速对数螺旋控制等几种可行的控制策略。首先将相对运动方程的解看作某种螺线,代入到Hill方程中,推导出控制律,并进行仿真分析;继而通过理论推导,探讨初始状态和构形重构时间对重构结果的影响,给出构形重构条件;然后对各种螺旋控制策略进行比较;最后通过一个三星编队的构形重构实例,验证了利用螺旋控制策略实现卫星编队构形重构的优良性能。

伴随卫星的燃料-时间优化回收

伴随卫星回收是伴星应用中的一项主要技术。航天任务需求对伴星回收问题不仅提出了最省燃料要求,而且提出了最小时间要求。本文设计了一条稳定的燃料-时间优化回收轨道。从相对运动的Hill方程出发,给出伴星回收问题描述,阐述回收轨道设计思想及稳定回收条件,提出一种有效的螺旋式回收策略,探讨参数确定方法,并对回收轨道的特点和稳定性进行分析,最后研究了燃料消耗量与回收时间及初始相位的关系。仿真结果表明,利用螺旋回收策略,可以保证伴随卫星快速、稳定回收,且能在燃料消耗量与回收时间之间寻求最佳折衷。