基于微分平坦的航天器避障轨迹快速规划

针对碰撞避免约束下航天器相对运动轨迹规划问题,提出了一种基于微分平坦理论和三维旋转超平面技术的避障轨迹快速规划方法。在建立最优控制框架下的避障轨迹规划模型基础上,利用相对运动动力学方程的微分平坦属性,将规划模型映射至平坦输出空间中,消除微分约束的同时降低规划空间的维度;进一步采用旋转超平面技术凸化处理碰撞避免约束,将问题最终转换为二次规划问题进行求解。数值仿真结果表明,所提出的方法能够在维持较高规划精度的同时有效提高航天器避障轨迹规划的效率,可为工程设计提供有益参考。