基于超二次曲线障碍描述的航天器交会对接地面实验研究

发布时间：2021-12-16 07:00

　　航天器交会对接技术是众多空间任务得以开展的关键性技术,在进行空间在轨飞行任务之前,需开展相应的地面实验研究.首先,基于二维交会对接模型,提出了一种基于势函数法的交会对接控制方法.其次,考虑与类矩形障碍物的避撞约束以及与心形目标航天器的安全对接区域约束,并采用超二次曲线去描述该障碍物外形.然后,基于花岗岩气浮平台搭建了二维交会对接地面实验系统,设计了航天器气浮模拟器以及电磁对接机构,并开展了交会对接地面实验研究.实验结果表明了所搭建实验系统的可行性,同时也验证了所提出交会对接控制方法的有效性. 

【文章来源】：动力学与控制学报. 2020,18(02)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

气浮法工作原理

x ¨ -3Ω 2 x-2Ω y ˙ = F x m y ¨ +2Ω x ˙ = F y m z ¨ +Ω 2 z ˙ = F z m ?????? ??? (1)转动动力学方程采用欧拉方程可表示为[23]

追踪航天器在逐渐接近目标航天器的整个过程中,应避开障碍物,且在临近目标航天器时,需考虑与目标航天器的安全对接区域.本文在设计交会对接控制律时,仅考虑追踪航天器质心与障碍物(或目标航天器)的距离,忽略追踪航天器的外形,并假设目标航天器处于静止状态;此外,考虑到障碍物和目标航天器的外形较为复杂,将障碍物外形简化为类矩形,目标航天器外形简化为由三个半圆组成的心形[14],其交会对接示意图如图3所示.整个交会对接过程可分为以下两个阶段:1)追踪航天器从静止开始出发,越过类矩形障碍物;2)追踪航天器在安全对接区域,通过对接机构与目标航天器完成对接.2 势能控制器

【参考文献】：
期刊论文
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[3]航天器规避动态障碍物的自适应人工势函数制导[J]. 高鹏,罗建军.  中国空间科学技术. 2012(05)
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[5]国家微重力实验室落塔及微重力实验研究[J]. 韦明罡,万士昕,姚康庄,解京昌.  载人航天. 2007(04)
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[7]失重飞机飞行方法研究[J]. 屈斌,王启,王海平,贾晓鹏.  飞行力学. 2007(02)

硕士论文
[1]机械臂重力补偿装置的随动系统的设计与实现[D]. 高德鹏.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：3537700