一种用于空间翻滚目标接近控制的相对运动建模方法

发布时间：2024-03-27 01:16

　　针对空间翻滚目标等一类相对运动复杂的接近控制问题,首先重点研究了基于微分几何理论的相对运动建模,建立视线旋转坐标系下的三维相对运动方程;然后将三维相对运动解耦为视线瞬时旋转平面内的相对运动和该平面的转动,建立了统一的控制器设计框架,形式统一简洁、物理意义明确,消除传统制导与控制策略中俯仰、偏航通道的耦合因素影响;最后通过六自由度仿真算例证明,相对运动模型物理意义明晰、鲁棒性强、控制精度高、工程实现容易。

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【部分图文】：

图5Y轴方向控制力矩

图4X轴方向控制力矩图6Z轴方向控制力矩

图1坐标系转换关系

传统的视线制导相对运动方程建立在视线坐标系和发射惯性坐标系下,如图1所示:视线坐标系下的相对运动方程为:

图2相对距离曲线对比图

本小节给出增广比例导引律的仿真结果。目标的初始状态为:半长轴7043.14km,轨道倾角98°,升交点赤经14°,近地点幅角60°,初始真近点角30°。追踪器相对于目标的初始位置:[4386.28,308.60,3204.43]m,相对速度[-57.7,2.1,-38.5]....

图3相对速度曲线对比图

图2相对距离曲线对比图图3中横轴代表时间,纵轴代表相对速度,则曲线下的面积代表追踪器和目标的初始相对距离,因此三种情况下都是相等的,常减速模型用时最短,而基于滑模控制的APN用时最长。因为速度曲线的切线是瞬时加速度,滑模控制模型的最大加速度值是三种模型中最大的,因此对推力系统的....

本文编号：3939975