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空间绳系拖拽系统摆动特性与平稳控制

发布时间:2018-01-20 09:17

  本文关键词: 绳系系统 轨道转移 摆动特性 动力学 张力控制 出处:《北京航空航天大学学报》2016年04期  论文类型:期刊论文


【摘要】:考虑了任务星与废星的姿态运动以及系统组合体的面内外姿态运动,建立了绳系拖拽离轨系统动力学与控制模型,以切向常值推力下绳系拖拽轨道转移为任务过程,分析了任务星在喷气和零动量轮的限制姿态反馈控制条件下飞行时,废星姿态摆动、系统组合体面内外摆动和任务星姿态运动的规律及相互影响关系。采用留位和阻尼控制相结合的系绳张力复合控制方法,并结合任务星姿态控制,确保绳系拖拽转移安全平稳进行。仿真结果表明:常值推力下绳系拖拽轨道转移时,牵挂点偏置诱发的废星姿态周期性摆动会激发绳系组合体的面内外同频率高阶摆动,星体姿态运动是任务星姿态扰动力矩产生的主要因素;采用张力复合控制可有效消除废星姿态摆动并保持星间相对距离,结合任务星姿态控制,可实现离轨过程的平稳与安全,大幅减少任务星的姿控能耗。
[Abstract]:Considering the attitude motion of the mission star and the spent star, as well as the in-plane attitude motion of the system combination, the dynamics and control model of the towing and deorbiting system of the rope system is established. With tangential constant thrust drag and drop orbit transfer as the mission process, the wobble of the spent satellite attitude is analyzed when the mission star is flying under the condition of limited attitude feedback control of jet and zero momentum wheel. The system combines the law and the mutual influence relation of the decent internal and external swing and the attitude motion of the mission star. The compound control method of the tether tension combined with the stay and damping control is adopted and the attitude control of the mission star is combined with the control of the attitude of the mission star. The simulation results show that the transfer of towing track under constant thrust is carried out safely and smoothly. The periodic wobble of the attitude of the abandoned star induced by the bias of the concern point will excite the high-order oscillations in and out of the plane of the rope system assembly, and the attitude motion of the star is the main factor to produce the disturbance torque of the attitude of the mission star. Combined with the attitude control of the mission star, the stability and safety of the deorbiting process can be realized, and the energy consumption of the attitude control of the mission star can be greatly reduced by using the tension compound control method to effectively eliminate the wobble of the spent star attitude and maintain the relative distance between the satellites.
【作者单位】: 北京航空航天大学宇航学院;
【基金】:国家自然科学基金(11572016)~~
【分类号】:V412.4;V414
【正文快照】: 网络出版地址:www.cnki.net/kcms/detail/11.2625.V.20151009.1547.006.html引用格式:赵国伟,张兴民,唐斌,等.空间绳系拖拽系统摆动特性与平稳控制[J].北京航空航天大学学报,2016,42(4):694-702.ZHAO G W,ZHANG X M,TANG B,et al.Properties of pendulum motion of tether tug

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本文编号:1447669

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