《空間繩網彈射捕獲動力學與控制的基礎問題研究》是依託北京理工大學，由翟光擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：空間繩網彈射捕獲動力學與控制的基礎問題研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：翟光
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來地球靜止軌道資源日趨緊張，造成軌道資源緊張的重要原因之一是許多靜止軌道衛星失效後，由於技術或經濟成本因素未能及時離軌。空間繩網系統是一種新型空間非合作目標在軌捕獲系統，它為靜止軌道失效衛星捕獲與離軌提供了一種可行的技術途徑。本課題將以空間繩網系統為研究對象，通過空間繩網彈射動力學建模和分析，揭示軌道動力學擾動條件下空間繩網彈射釋放過程的運動穩定性機理，同時引入目標相對動力學，建立捕獲偏差動力學模型，獲得目標捕獲初始條件與捕獲偏差之間的關係及影響規律，在此基礎上提出捕獲偏差補償控制方法，實現目標的準確捕獲，課題還將對捕獲後系統的動力學及運動學進行建模分析，提出捕獲後系統的避撞控制策略，並對避撞控制策略進行實驗驗證。
結題摘要
本課題建立了空間繩網系統在圓軌道上的的動力學模型，在軌道坐標系內分析了空間繩網系統彈射過程當中的動力學和運動特性，研究結果表明，在自由彈射條件下，受軌道相對動力學特性的影響，空間繩網彈射後將按照特定曲線運動，隨後根據其運動特性，採用狀態轉移方程對空間繩網系統彈射捕獲動態和靜態目標的初始速度進行了規劃；在非自由彈射過程當中，建立了系統面內外振盪的動力學模型，並給出了運動過程的數學描述方程，分析表明，再不考慮動力學耦合的條件下，系統面內的擺動時臨界穩定的。為了抑制面內振盪並使捕獲後系統姿態達到穩定，項目首先提出了基於固定推力的時間最優控制算法，但該控制算法在目標質量辨識存在誤差的情況下會導致推力器頻繁開關機現象的發生。為了避免推力器頻繁開關機現象的發生，進一步提出了一種基於固定推力的阻尼控制方法，該方法無須對捕獲目標進行質量辨識，因此對於慣量未知的捕獲後系統具有較好的適應性.
