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一种航天器编队的姿轨控制方法及设备 

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申请/专利权人:中南大学

摘要:本申请涉及航天器控制技术领域,提供了一种航天器编队的姿轨控制方法及设备,该方法包括:根据每个航天器的角速度、姿态和轨道位置构建每个航天器的姿轨耦合动力学和运动学方程;获取航天器的哈密顿能量函数;根据所有航天器的哈密顿能量函数、姿轨耦合动力学和运动学方程构建目标航天器编队的PH方程;基于所有航天器的位置误差以及姿态误差采用代数图论方法构建期望哈密顿函数;根据期望哈密顿函数和PH方程计算得到目标航天器编队的控制律,并基于控制律获取航天器的控制力方程和控制扭矩方程;利用控制力方程和控制扭矩方程对航天器进行控制。本申请的方法能够提高对航天器编队的姿轨控制的精确度以及在位置控制过程保持姿态的稳定。

主权项:1.一种航天器编队的姿轨控制方法,其特征在于,包括:获取目标航天器编队中每个航天器当前时刻的角速度、姿态和轨道位置,并根据每个所述航天器的角速度、姿态和轨道位置构建每个所述航天器的姿轨耦合动力学和运动学方程;所述姿轨耦合动力学和运动学方程用于描述航天器的姿态信息、轨道位置信息和控制信息;分别针对每个所述航天器,获取所述航天器的哈密顿能量函数;所述哈密顿能量函数为航天器在当前时刻的势能、动能和转动能之和;根据所有航天器的哈密顿能量函数和航天器的姿轨耦合动力学和运动学方程,构建所述目标航天器编队的PH方程;所述PH方程用于描述所有航天器的控制力与所有航天器的姿态和轨道位置之间的关系;基于所有航天器的姿轨耦合动力学和运动学方程、所有航天器的位置误差以及姿态误差采用代数图论方法构建目标航天器编队的期望哈密顿函数;所述期望哈密顿函数用于描述每个所述航天器的轨道位置误差和姿态误差,以及每两个航天器之间的相对位置误差和相对姿态误差;根据IDA-PBC算法计算得到目标航天器编队的控制器控制律,并基于所述控制律获取每个所述航天器的控制力方程和控制扭矩方程;所述控制力方程用于对所述航天器的轨道位置进行调整,所述控制扭矩方程用于对所述航天器的姿态进行控制;分别针对每个所述航天器,利用所述航天器的控制力方程和控制扭矩方程对所述航天器进行控制。

全文数据:

权利要求:

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