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航天器与空间碎片的混合编队重构控制与应用

张文浩 闻新 院老虎 刘家夫 李威

张文浩, 闻新, 院老虎, 刘家夫, 李威. 航天器与空间碎片的混合编队重构控制与应用[J]. 深空探测学报, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016
引用本文: 张文浩, 闻新, 院老虎, 刘家夫, 李威. 航天器与空间碎片的混合编队重构控制与应用[J]. 深空探测学报, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016
ZHANG Wenhao, WEN Xin, YUAN Laohu, LIU Jiafu, LI Wei. Control and Application of Mixed Formation of Spacecraft and Space Debris[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016
Citation: ZHANG Wenhao, WEN Xin, YUAN Laohu, LIU Jiafu, LI Wei. Control and Application of Mixed Formation of Spacecraft and Space Debris[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016

航天器与空间碎片的混合编队重构控制与应用

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016

Control and Application of Mixed Formation of Spacecraft and Space Debris

  • 摘要: 针对空间碎片清理问题,提出了一种利用航天器与空间碎片混合编队队形重构控制技术捕获碎片的方法。首先,分析了地/月—日系L2拉格朗日平动点附近的限制性三体环境,并建立了编队卫星相对运动动力学模型;其次,提出了以太阳光压力作为航天器与空间碎片编队队形重构的控制力,实现各从星接近空间碎片的目的;最后,设计了基于线性二次型的最优控制器,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真实验。仿真结果表明该方法可控制从星到达期望的位置(空间碎片的位置),且太阳帆板的姿态变化在可控范围内,进而证明了该方案可以应用于复杂空间环境下的碎片清理任务。
  • [1] Liou J C, Johnson N L. A sensitivity study of the effectiveness of active debris removal in LEO[J]. Acta Astronautica, 2008,64(2-3):236-243.
    [2] Jasper L, Schaub L. Input shaped large thrust maneuver with a tethered debris object[J]. Acta Astronautica, 2014(96):128-137.
    [3] 王东科,黄攀峰,孟中杰,等.空间绳系机器人目标逼近姿态协调控制[J].宇航学报,2014,35(5):546-553. [Wang D K, Huang P F, Meng Z J, et al. Coordinated attitude control of tethered space robot during target approaching phase[J]. Journal of Astronautics, 2014,35(5):546-553.]
    [4] Aslanov V, Yudintsev V. Dynamics of large space debris removal using tethered space tug[J]. Acta Astronautica, 2013(91):149-156.
    [5] 翟光,仇越,梁斌,等.空间飞网捕获机器人系统时变惯量姿态动力学研究[J].宇航学报,2008,29(4):1131-1136. [Zhai G, Qiu Y, Liang B, et al. Research of attitude dynamics with time-varying inertia for space net capture robot system[J]. Journal of Astronautics, 2008,29(4):1131-1136.]
    [6] Cho S B, McClamroch N H. Attitude control of a tethered spacecraft[C]//The American Control Conference.Denver, Colorado:[s. n.], 2003.
    [7] 李京阳,于洋,宝音贺西.空间飞网系统抛射参数优化研究[J].宇航学报,2012,33(6):823-828. [Li J Y, Yu Y, BaoYin H X. Projecting parameters optimization for space web systems[J]. Journal of Astronautics, 2012,33(6):823-828.]
    [8] 曹喜滨,张锦绣,王峰.航天器编队动力学与控制[M].北京:国防工业出版社,2013:1-3.[Cao X B, Zhang J X, Wang F. The dynamics and control of spacecraft formation flying[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2013:1-3.]
    [9] Queiroz MS De, Kapila V, Yan Q. Adaptive nonlinear control of multiple spacecraft formation flying[J]. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2000,23(3):384-390.
    [10] Infeld S, Josselyn S, Murray W, et al. Design and control of libration point spacecraft formations[J]. Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2007,30(4):899-909.
    [11] Li P, Cui P Y, Cui H T. Spacecraft formation control strategy on Sun-Earth Lissajous orbit[J]. Journal of Harbin Institute of Technology (New Series), 2009,16(6):805-809.
    [12] 刘暾,赵钧.空间飞行器动力学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003:74-76.[Liu T, Zhao J. Dynamics Astronautic Vehicle[M]. Harbin: Harbin Institute of Technology Press, 2003:74-76.]
    [13] 高有涛.卫星编队飞行动力学建模与控制技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2010. [Gao Y T. Research on modeling and control techniques for satellite formation flying[D]. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2010.]
    [14] Marchand B G. Spacecraft keeping near the libration points of the Sun-Earth/Moon system[D]. USA: Purdue University, 2004.
    [15] Shahid K, Kumar K D. Multiple spacecraft formation reconfiguration using solar radiation pressure[J]. Acta Astronautica, 2014(103):269-281.
  • [1] 罗子人, 张敏, 靳刚, 吴岳良, 胡文瑞.  中国空间引力波探测“太极计划”及“太极1号”在轨测试 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 3-10. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191230001
    [2] 胡文军, 刘继忠, 唐玉华, 陈军红, 张玮, 张哲, 李上明, 胡绍全.  空间同位素热/电源安全性技术指标体系框架研究 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 73-80. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20190911001
    [3] 钟武烨, 赵守智, 郑剑平, 吕征, 解家春.  空间热离子能量转换技术发展综述 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 47-60. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20200114001
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-10
  • 修回日期:  2015-06-17

航天器与空间碎片的混合编队重构控制与应用

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016

摘要: 针对空间碎片清理问题,提出了一种利用航天器与空间碎片混合编队队形重构控制技术捕获碎片的方法。首先,分析了地/月—日系L2拉格朗日平动点附近的限制性三体环境,并建立了编队卫星相对运动动力学模型;其次,提出了以太阳光压力作为航天器与空间碎片编队队形重构的控制力,实现各从星接近空间碎片的目的;最后,设计了基于线性二次型的最优控制器,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真实验。仿真结果表明该方法可控制从星到达期望的位置(空间碎片的位置),且太阳帆板的姿态变化在可控范围内,进而证明了该方案可以应用于复杂空间环境下的碎片清理任务。

English Abstract

张文浩, 闻新, 院老虎, 刘家夫, 李威. 航天器与空间碎片的混合编队重构控制与应用[J]. 深空探测学报, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016
引用本文: 张文浩, 闻新, 院老虎, 刘家夫, 李威. 航天器与空间碎片的混合编队重构控制与应用[J]. 深空探测学报, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016
ZHANG Wenhao, WEN Xin, YUAN Laohu, LIU Jiafu, LI Wei. Control and Application of Mixed Formation of Spacecraft and Space Debris[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016
Citation: ZHANG Wenhao, WEN Xin, YUAN Laohu, LIU Jiafu, LI Wei. Control and Application of Mixed Formation of Spacecraft and Space Debris[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2015, 2(3): 283-288. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.016
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