脈沖推力作用下的航天器自主交會過程的魯棒控制方法研究.pdf

1、隨著我國航天任務(wù)的逐步開展，交會對接技術(shù)已成為航天器協(xié)同工作中的熱點(diǎn)研究問題。近年來，無人參與的航天器自主交會被廣泛地應(yīng)用到各種空間站任務(wù)實(shí)施中。根據(jù)我國載人航天計(jì)劃中已經(jīng)啟動的北斗衛(wèi)星發(fā)射計(jì)劃和空間站計(jì)劃，交會對接技術(shù)中控制問題的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。空間交會任務(wù)按航天器的相對距離分為三個階段，本文的研究背景是近距離導(dǎo)引段。
　　我們基于切換控制思想對航天器交會經(jīng)典模型進(jìn)行了改進(jìn)，并考慮有限推力上界約束，目標(biāo)航天器的軌道非

2、圓不確定性，軌道推進(jìn)器故障問題來優(yōu)化控制律。最后，利用仿真驗(yàn)證了本文研究的控制方法的有效性。本文的主要研究內(nèi)容為：
　　建立了航天器自主脈沖交會離散模型。根據(jù)李雅譜諾夫函數(shù)廣義穩(wěn)定的條件，設(shè)計(jì)了有限推力約束下的基于狀態(tài)反饋的分段控制率，使每個脈沖周期中李雅普諾夫函數(shù)的值均小于上個周期李雅譜諾夫函數(shù)的值，直至趨近于零。
　　建立了航天器自主脈沖參數(shù)優(yōu)化模型，設(shè)計(jì)了航天器自主脈沖交會參數(shù)優(yōu)化模型的狀態(tài)反饋控制率。從基于切換控制思

3、想的航天器自主脈沖交會模型方法出發(fā)，引入?yún)?shù)變量，構(gòu)建了航天器自主脈沖交會參數(shù)優(yōu)化模型。設(shè)計(jì)出基于李雅譜函數(shù)的穩(wěn)定理論的有限推力約束下航天器自主脈沖交會參數(shù)優(yōu)化模型的狀態(tài)反饋控制律。
　　設(shè)計(jì)了帶有不確定性的參數(shù)優(yōu)化容錯控制律，考慮到航天器自主脈沖交會的動力學(xué)模型推導(dǎo)的前提假設(shè)在實(shí)際工程中的可行性，我們引入了非圓不確定性統(tǒng)一表述引力不均和攝動力等情況對航天器相對運(yùn)動狀態(tài)造成的影響，并為軌道推進(jìn)器設(shè)置了容許誤差的適用范圍。