对翻滚非合作目标终端逼近的姿轨耦合退步控制

为在空间操控任务中实施对翻滚非合作目标的安全逼近与抓捕,论文建立了描述航天器近距离相对运动的六自由度动力学模型,通过对模型的分析,提出了摄动引起的耦合和动力学耦合.针对模型的非线性和时变性,对非线性高阶项进行多步递推得出系统化的积分退步控制器,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了控制器的全局渐进稳定.考虑到失控目标的旋转特性,提出一种沿最大惯量轴方向的直线型同步自旋逼近策略以保证航天器在逼近过程中的安全性.通过数值仿真验证了逼近策略的正确性以及控制律的有效性.

航天器逼近自由翻滚目标的自适应相对运动控制

研究含有模型不确定性且受未知外干扰的追踪航天器自主逼近空间中一自由翻滚目标的6自由度(6DOF)相对运动控制问题.首先在追踪器本体系中建立了非线性耦合的6DOF相对运动模型,并将其化为关于追踪器和目标器未知惯性参数和追踪器未知推力偏心距的参数化形式.再基于该参数化模型设计了一种自适应非线性控制器,其中利用基于投影的自适应算法保证了在线估计参数的有界性.所设计的自适应控制器不仅显著减少了系统在线估计的参数数量,且能保证6DOF闭环系统的位置和姿态误差收敛到原点的小邻域内.仿真算例验证了所提出控制器的有效性.