《無限維時變繩系衛星全局動力學分析與控制》是依託中南大學，由劉麗麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：無限維時變繩系衛星全局動力學分析與控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉麗麗
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目研究無限維時變繩系衛星系統全局動力學行為與控制的若干問題。首先同時考慮繫繩的柔性和分布質量，利用連續介質力學方法對繩系衛星系統建模，並採用有限維近似方法進行動力學仿真驗證。基於漸近分析和數值方法，研究繩系衛星系統參數共振和內共振現象。其次考慮複雜環境因素的隨機激勵作用，基於有限時間穩定性的概念和時變分叉方程的線性近似理論，研究無限維時變繩系衛星系統的全局動力學行為，並從理論上分析其複雜動力學現象的產生機理。最後考慮系統約束和繫繩柔性，將偽譜最優控制算法和偏微分方程邊界控制方法相結合，通過調節繫繩長度和系點位置，實現繩系衛星系統釋放、回收及狀態保持控制。本項目通過對無限維時變繩系衛星系統的理論基礎和套用基礎進行深入研究，力爭為航天領域的力學與控制、深空探測等提供理論方法和關鍵技術支撐。
結題摘要
繩系衛星系統是指由繫繩連線兩個或多個衛星組成的空間飛行器。繩系衛星具有廣泛而重要的套用前景且包含了一系列富有挑戰性的動力學與控制問題。繩系衛星繫繩的柔性、太空環境的複雜性及相應的控制理論等都是當前繩系衛星研究的難點，對這些問題的研究與解決顯得十分迫切。為此，本項目研究了無限維時變繩系衛星系統全局動力學行為與控制的若干問題，主要包括（1）考慮繫繩彈性的繩系衛星系統的非線性建模方法以及強耦合參數分析和穩定性分析；（2）各種真實太空環境攝動因素對無限維時變繩系衛星系統全局動力學行為的影響；（3）綜合考慮以上各種太空攝動因素的無限維時變繩系衛星系統的有效控制方法。為處理系統非線性及複雜約束問題，將基於偽譜算法的最優控制方法與偏微分方程的邊界控制方法相結合，將繩系衛星系統連續時間最優控制問題離散為大規模動態規劃問題，並利用非線性規劃方法進行求解。本項目通過對無限維時變繩系衛星系統的理論基礎和套用基礎進行深入研究，力爭為航天領域的力學與控制、深空探測等提供理論方法和關鍵技術支撐。
