《繩系衛星位姿耦合非線性動力學與控制》是依託南京航空航天大學，由文浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：繩系衛星位姿耦合非線性動力學與控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：文浩
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於理論和實驗彼此相互印證考核的混合研究，探索繩系衛星套用中最為關鍵的釋放和回收階段位姿耦合動力學及其精確控制問題。首先套用連續體力學和多體動力學等方法,建立繫繩-衛星系統在多場耦合環境下的無限維-有限維相互耦合的非線性動力學模型；採用二階偽譜法研究涉及位姿耦合的非線性最優控制問題，根據滾動時域最佳化思想設計反饋控制律，並通過模型預測和並行求解策略縮減計算時滯，提出高效高精度的工程控制算法；最後，依據天-地動力學相似原理設計位姿耦合的非線性動力學與控制實驗系統，綜合性地深入研究繩系衛星的非線性動力學與控制，力爭為我國繩系衛星的進一步發展和套用提供關鍵技術。
結題摘要
基於理論、計算與實驗密切結合的混合模式，研究了繩系衛星位姿耦合動力學及其精確控制問題。已按計畫開展項目研究，主要成果如下：考慮圓軌道上帶可控機械臂繩系衛星的面內運動，利用張力控制和調整機械臂轉角實現了子星的釋放和姿態控制；對橢圓軌道上帶可控機械臂繩系衛星的面內運動做了進一步分析，發現引入偏置機構可提高繩系太空飛行器面內運動發散的軌道偏心率門檻值；研究了繩系衛星系統因面內繫繩彈性和俯仰運動相耦合而引起的非線性內共振問題，分析了可能發生的內共振條件和特徵；考慮子衛星姿態影響，通過數值仿真和地面實驗方法研究了繩系衛星的擬周期運動；對狀態保持階段短繩系子星的非線性共振行為進行了分析，導出的漸近解與原系統數值解吻合良好，發現系統非線性共振表現為平衡位置附近準周期運動和準周期振動共存的現象。
