空间非合作漂旋目标的逼近与跟踪控制
发布时间：2021-10-09 08:09
空间失效航天器不具备合作的姿轨控制和信息交互支持能力;轨道处于空间摄动力作用下的自由漂飞状态;姿态处于空间摄动力矩作用下的慢旋或翻滚状态。本文将具备上述三方面特征的失效航天器称为空间非合作漂旋目标。针对此类目标的在轨服务任务面临任务环境高动态强时变、测量不确定性与大时延、复杂多约束等不利条件,使得空间非合作漂旋目标的逼近与跟踪控制成为亟待解决的瓶颈问题和国内外研究的热点问题。针对该问题,本文在动力学特性分析与建模的基础上,重点研究了复杂构型目标多约束下的姿轨同步逼近轨迹规划方法、姿轨耦合逼近与跟踪控制方法。主要包括以下内容:分析了逼近与跟踪非合作漂旋目标的姿轨耦合、多源测量误差传递等问题。通过分析空间漂旋目标的旋转运动特性,得出典型构型漂旋卫星的螺旋章动特性,进而设计了包含姿轨跟踪状态建立和最终逼近两个阶段的任务流程。分别建立了追踪星与目标星质心之间和表面之间的相对姿态和轨道耦合的动力学模型。建立了姿轨测量与导航误差在系统中的传递模型,通过数学仿真分析了从测量与导航误差到控制输入误差的传递影响。针对姿轨跟踪状态建立阶段的逼近轨迹规划问题,研究了多约束下的姿轨同步逼近最优轨迹规划方法。综...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
非合作翻滚目标捕获与维修的主要流程
c）对 GEO 非合作目标的抓捕 d）对 GEO 非合作目标的离轨图 1-3 FREND 计划的在轨操控及地面试验示意图Fig.1-3 On-orbit operations and ground tests of FREND project（2）SMART-OLEV（轨道延寿飞行器）计划[24,25]
图 1-4 OLEV 的喷管捕获过Fig.1-4 The capturing process and mOLEV 的使命在于为 GEO 轨道的通使用寿命。其主要任务有：通过辅助位置延寿 10~15 年；营救未正确入轨的卫星
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于2D重构特征的模型化视觉伺服方法研究[J]. 张国亮,杜吉祥,王展妮,王田. 系统仿真学报. 2016(06)
[2]非合作交会对接的姿态和轨道耦合控制[J]. 郭永,宋申民,李学辉. 控制理论与应用. 2016(05)
[3]连续小推力拦截卫星攻击轨道的优化[J]. 赵琳,李玉玲,刘源,郝勇,王艺鹏. 光学精密工程. 2016(01)
[4]多阶段高斯伪谱法在编队最优控制中的应用[J]. 王芳,林涛,张克,崔乃刚. 宇航学报. 2015(11)
[5]基于双目视觉的非合作目标逼近控制系统设计与仿真[J]. 郭延宁,韩旭,郭增千,张瑶,马广富. 空间控制技术与应用. 2015(05)
[6]航天器姿态跟踪有限时间饱和控制[J]. 宋申民,郭永,李学辉. 控制与决策. 2015(11)
[7]针对失控翻滚目标航天器的交会对接控制[J]. 胡勇,徐李佳,解永春. 宇航学报. 2015(01)
[8]空间绳系机器人超近距视觉伺服控制方法[J]. 孟中杰,蔡佳,胡仄虹,黄攀峰. 宇航学报. 2015(01)
[9]基于视觉的机械臂空间目标抓取策略研究[J]. 李宇飞,高朝辉,申麟. 中国科学:技术科学. 2015(01)
[10]基于鲁棒一步集的Tube不变集鲁棒模型预测控制[J]. 秦伟伟,刘刚,王剑,郑志强. 自动化学报. 2014(07)
博士论文
[1]航天器近距离操作自主防撞控制方法研究[D]. 杨维维.国防科学技术大学 2013
[2]空间机器人六自由度浮游目标捕获功能地面验证系统研究[D]. 查世红.中国科学技术大学 2008
[3]空间最优交会路径规划策略研究[D]. 罗亚中.国防科学技术大学 2007
[4]三维重力补偿方法与空间浮游目标模拟实验装置研究[D]. 姚燕生.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于图像特征的机械臂视觉伺服控制研究[D]. 刘松青.北京理工大学 2015
[2]空间飞行器分离仿真试验台的研究[D]. 陈腾飞.哈尔滨工业大学 2015
[3]面向非合作目标的空间机器人双目视觉伺服研究[D]. 刘阳.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于预测控制的非完整移动机器人视觉伺服[D]. 邓骏.华南理工大学 2015
[5]五自由度气浮仿真平台设计[D]. 姜洋.哈尔滨工业大学 2011
[6]吊丝主动重力补偿系统设计与研究[D]. 高吾益.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3425978
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
非合作翻滚目标捕获与维修的主要流程
c）对 GEO 非合作目标的抓捕 d）对 GEO 非合作目标的离轨图 1-3 FREND 计划的在轨操控及地面试验示意图Fig.1-3 On-orbit operations and ground tests of FREND project（2）SMART-OLEV（轨道延寿飞行器）计划[24,25]
图 1-4 OLEV 的喷管捕获过Fig.1-4 The capturing process and mOLEV 的使命在于为 GEO 轨道的通使用寿命。其主要任务有：通过辅助位置延寿 10~15 年；营救未正确入轨的卫星
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于2D重构特征的模型化视觉伺服方法研究[J]. 张国亮,杜吉祥,王展妮,王田. 系统仿真学报. 2016(06)
[2]非合作交会对接的姿态和轨道耦合控制[J]. 郭永,宋申民,李学辉. 控制理论与应用. 2016(05)
[3]连续小推力拦截卫星攻击轨道的优化[J]. 赵琳,李玉玲,刘源,郝勇,王艺鹏. 光学精密工程. 2016(01)
[4]多阶段高斯伪谱法在编队最优控制中的应用[J]. 王芳,林涛,张克,崔乃刚. 宇航学报. 2015(11)
[5]基于双目视觉的非合作目标逼近控制系统设计与仿真[J]. 郭延宁,韩旭,郭增千,张瑶,马广富. 空间控制技术与应用. 2015(05)
[6]航天器姿态跟踪有限时间饱和控制[J]. 宋申民,郭永,李学辉. 控制与决策. 2015(11)
[7]针对失控翻滚目标航天器的交会对接控制[J]. 胡勇,徐李佳,解永春. 宇航学报. 2015(01)
[8]空间绳系机器人超近距视觉伺服控制方法[J]. 孟中杰,蔡佳,胡仄虹,黄攀峰. 宇航学报. 2015(01)
[9]基于视觉的机械臂空间目标抓取策略研究[J]. 李宇飞,高朝辉,申麟. 中国科学:技术科学. 2015(01)
[10]基于鲁棒一步集的Tube不变集鲁棒模型预测控制[J]. 秦伟伟,刘刚,王剑,郑志强. 自动化学报. 2014(07)
博士论文
[1]航天器近距离操作自主防撞控制方法研究[D]. 杨维维.国防科学技术大学 2013
[2]空间机器人六自由度浮游目标捕获功能地面验证系统研究[D]. 查世红.中国科学技术大学 2008
[3]空间最优交会路径规划策略研究[D]. 罗亚中.国防科学技术大学 2007
[4]三维重力补偿方法与空间浮游目标模拟实验装置研究[D]. 姚燕生.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于图像特征的机械臂视觉伺服控制研究[D]. 刘松青.北京理工大学 2015
[2]空间飞行器分离仿真试验台的研究[D]. 陈腾飞.哈尔滨工业大学 2015
[3]面向非合作目标的空间机器人双目视觉伺服研究[D]. 刘阳.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于预测控制的非完整移动机器人视觉伺服[D]. 邓骏.华南理工大学 2015
[5]五自由度气浮仿真平台设计[D]. 姜洋.哈尔滨工业大学 2011
[6]吊丝主动重力补偿系统设计与研究[D]. 高吾益.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3425978
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