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1.
张斌  周敬 《航空学报》2019,40(11):323206-323206
平动点,尤其是共线平动点轨道在未来深空探测活动中具有重要的应用价值,但由于共线平动点轨道不稳定,运行在其上的航天器在无控情况下将很快偏离标称轨道,因此在实际任务中,轨道维持必不可少。针对地月系L2点附近的Halo轨道维持问题,首先在圆型限制性三体模型下,利用Richardson三阶近似解析解、微分修正以及打靶法获得了用于维持控制的标称轨道;然后设计了基于特征模型理论的黄金分割控制器用于速度跟踪以及PD控制器用于位置跟踪;最后分别在圆型限制性三体模型和双圆限制性四体模型下进行了仿真分析。结果表明:在两种模型下,位置和速度的跟踪精度分别优于100 m和0.003 m/s,但双圆限制性四体模型下所需总的速度增量比圆型限制性三体模型下所需总的速度增量高一个数量级。  相似文献   
2.
    
空间四面体构型在空间物理场三维立体协同探测任务中具有重要应用价值。为了保证空间四面体良好的探测性能,必须对空间四面体构型进行构型维持控制。但是,在法向控制中,法向机动的切向耦合效应会导致编队构型发生切向漂移,使得空间四面体几何特性变差,从而影响编队卫星的探测性能。针对编队飞行任务,通过解析的补偿方法消除法向机动时由于耦合效应造成的构型切向漂移,从而实现J2摄动下精确的构型初始化重构和构型保持控制。仿真表明,该方法简单有效,能够有效消除J2摄动下的法向机动引起的构型切向漂移,实现更精确的构型控制。  相似文献   
3.
随着深空探测成为航天领域的研究热点,与其密切相关的三体问题基础研究也日益重要,尤其是在深空探测任务设计中处于基础地位的共线平动点附近运动的研究,更是具有重要的工程应用价值。在圆型限制性三体问题下,对共线平动点附近运动近似解析解的研究已经较为全面,但在更接近真实情况、更具一般性的椭圆型限制性三体问题下,相应的研究却相对较少。针对此背景,参考借鉴圆型限制性三体问题的研究方法,首先根据平动点的特性计算出平动点的位置,然后将非线性三体动力学模型在共线平动点处线性化,最后结合线性系统理论,获得了椭圆型限制性三体问题下共线平动点附近运动的近似解析解,并将其与经典的圆型限制性三体问题下的近似解析解进行对比分析,仿真结果证明了方法的有效性,同时也表明所推导的椭圆型限制性三体问题解析解相比圆型限制性三体问题解析解具有更高的精度。  相似文献   
4.
针对三体问题共线平动点附近周期轨道间的小推力转移问题,构造了一种新的形状函数,在此基础上提出了一种基于Gauss伪谱法的优化设计方法。首先,建立小推力轨道转移动力学模型,参考初始轨道和目标轨道的类型,构造一种新的形状函数以近似小推力转移轨道。为满足不同的约束要求,提出了振幅和相位按多项式变化的假设,推导了小推力转移轨道的近似解析解;然后利用Gauss伪谱法将小推力轨道转移的最优控制问题转化为非线性规划问题,并对推导的近似解析解进行解算和处理,为Gauss伪谱法求解非线性规划问题提供较为有效的控制变量的初始猜测值;最后以地月系统L1点附近Halo轨道间的小推力转移问题为例进行了仿真分析。仿真结果表明,小推力转移轨道近似解析解具备有效性和普适性,使得Gauss伪谱法的迭代效率提高55%以上,同时也表明Gauss伪谱法可有效解决平动点周期轨道间的小推力转移轨道优化设计问题。  相似文献   
5.
周敬  胡军  张斌 《宇航学报》2020,41(2):154-165
针对圆型限制性三体问题共线平动点附近周期/拟周期轨道下的相对运动问题,提出一种新的、通用的解析研究方法。在周期/拟周期轨道近似解析解的基础上,结合微分修正方法,获得了精确的周期/拟周期轨道。对周期/拟周期轨道的单值矩阵进行分析,同时借鉴Floquet理论核心思想,建立了六个相对运动模态,并将相对运动表示为六个相对运动模态的线性组合,获得了相对运动的近似解析解。最后在地-月系统圆型限制性三体问题下,以L1点作为研究对象,分别以Halo轨道、Lissajous轨道和Lyapunov轨道为参考轨道,对相对运动模态和相对运动进行仿真分析,说明了相对运动模态的正确性以及相对运动近似解析解的有效性。  相似文献   
6.
应用自适应预测制导方法,研究月球软着陆过程中的制导控制问题。作为一种具有逻辑结构的构造性方法,本文概述了自适应预测制导方法的实现步骤。针对月球软着陆过程中制导控制量少于被控制量这一“欠驱动”问题,在已有的基于一阶特征模型的全系数自适应预测校正方法的基础上,将输入输出相等的系统拓展为输入少于输出的“欠驱动”系统,以满足对位置、速度矢量同时进行制导控制的需要。本文针对初始状态误差、推力偏差、质量偏差以及比冲偏差下的软着陆过程,进行了Monte Carlo仿真分析,结果表明,自适应预测制导方法可有效用于月球软着陆过程的制导控制,且具有较高的精度和较强的鲁棒性。  相似文献   
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