非合作目标的自主接近控制律研究

主要研究了针对非合作航天器的自主交会和拦截两种接近模式的控制律。根据非线性相对运动方程,采用李雅普诺夫(Lyapunov)方法设计了自主交会的控制律;并对该控制律进行了改进,使其适用于拦截模式,能以一定的相对速度接近目标。同时针对非合作目标存在机动的情况,采用Lyapunov最小-最大方法设计了自主接近的控制律。仿真结果证明了基于Lyapunov方法的自主接近控制律的有效性。

椭圆轨道自主接近自适应滑模制导律设计

研究了一种适用于椭圆轨道航天器自主接近任务的滑模制导方法。针对自主接近模型中存在目标轨道不可知信息量问题,根据多输入系统滑模控制思想,设计了系统误差收敛时间有限的自主接近非线性滑模制导方法,解决了自主接近系统中存在的时变性和参数不确定问题。引入剩余飞行时间,改进定义误差的参数,使自主接近过程的距离和速度具备更好的协调收敛性。根据距离收敛特性,利用线性插值方法自适应地设定期望收敛时间进而确定切换系数,在较小延长接近时间的情况下,较好地保证了变结构制导的鲁棒性,并抑制了指令抖振问题。数值仿真验证了设计的制导策略对不同的初始条件表现出良好的适应能力,满足自主接近停泊点精度要求,且自主接近所需时间较短,尤其对较远距离自主接近任务表现出很好的快速性能。

可自主接近的微卫星发展概况

本文结合当前美国XSS系列微卫星的发展现状，介绍了可自主接近微卫星的关键技术和任务过程，并对微卫星在军用和民用两方面的发展作了展望。

远程自主接近轨道设计技术

对完成任务的运载火箭末级、失效卫星等空间非合作目标进行空间操作是复杂的,需要地面测控网与主动航天器的密切合作才能完成抵近及相应操作。以火箭末级残骸作为空间非合作目标,给出了远程自主接近的轨道设计方法。通过地面遥控上传的目标轨道参数,主动航天器进行自主异面机动、主动调相等多次点火,完成对非合作目标的远程接近,接近距离在50km之内,2016年6月底远征一号甲上面级的成功飞行验证了该方法和设计结果的有效性。

微型航天器近旁操作地面仿真验证系统

微型航天器在交会对接、在轨服务等太空任务中所起的作用日益凸现,高精度地保证近旁操作的完成是实现其功能的关键。利用两套五自由度卫星模拟器,在一个面积为3m×4m的大理石试验台上,搭建了一套微型航天器近旁操作地面仿真验证系统。针对典型的近旁操作任务,进行了仿真实验。利用边缘检测等图像处理技术获得目标的相对位置信息,利用模糊控制方法实现了从航天器对主航天器的自主探测、自主接近和近旁保持。实验结果表明,仿真系统能够对近旁操作任务进行功能及原理的仿真验证,为进一步的工作奠定了基础。

空间作战武器对航天器飞行控制及其遥操作的需求分析

针对空间作战武器对航天器飞行控制的需求，结合美国“实验卫星系统”飞行试验和SZ-7伴飞卫星发射绕飞试验的主要飞行操作，提出了空间遥操作系统的构架设想，有助于下一步深入研究相关测控技术。

空间作战武器对航天器飞行控制及其遥操作的需求分析

围绕空间作战，介绍了美国“实验卫星系统”飞行试验情况，列举出“实验卫星系统”的主要飞行操作，分析了空间作战的航天器飞行控制的技术支撑与遥操作系统构成，有助于下一步深入研究相关测控技术。