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双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真

张永隆 刘华缨 曾祥远

张永隆, 刘华缨, 曾祥远. 双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真[J]. 深空探测学报, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
引用本文: 张永隆, 刘华缨, 曾祥远. 双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真[J]. 深空探测学报, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
ZHANG Yonglong, LIU Huaying, ZENG Xiangyuan. Controller Design and Simulation of Hovering Flight Around L1 in a Binary Asteroid System[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
Citation: ZHANG Yonglong, LIU Huaying, ZENG Xiangyuan. Controller Design and Simulation of Hovering Flight Around L1 in a Binary Asteroid System[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010

双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
基金项目: 国家自然科学基金青年基金资助项目(11602019),中国科协青年人才托举工程资助项目(2016QNRC001),北京理工大学优秀青年教师资助计划资助项目(2015YG0605)

Controller Design and Simulation of Hovering Flight Around L1 in a Binary Asteroid System

  • 摘要: 双小行星系统探测具有重要的科学意义,受其复杂动力学环境影响,探测任务极具挑战。利用球谐函数法对双星系统进行引力场建模,求解双星系统平动点,并选取其内部共线平动点L1点作为双星系统悬停探测目标位置。采用航天探测实际任务中常用的脉冲推力式发动机,设计了一种原理简单、便于工程实现的常值切换bang-bang控制器。以69230 Hermes双星系统为例,将Hermes近似为双椭球系统,仿真分析航天器在Hermes双星系统L1点悬停飞行的控制效果,验证所提控制策略有效性。
  • [1] MARGOT J L,NOLAN M C,BENNER L A,et al. Binary asteroids in the near-Earth object population[J]. Science,2002,296(5572):1445-1448.
    [2] 姜宇,宝音贺西. 强不规则天体引力场中的动力学研究进展[J]. 深空探测学报,2014,1(4):250-261. JIANG Y,BAOYIN H X. Research trend of dynamics in the gravitational field of irregular celestial body[J]. Journal of Deep Space Exploration,2014,1(4):250-261.
    [3] DELL'ELCE L,BARESI N,NAIDU S P,et al. Numerical investigation of the dynamical environment of 65803 Didymos[J]. Advances in Space Research,2016,59(5):1304-1320.
    [4] ZENG X Y,JIANG F H,LI J F,et al. Study on the connection between the rotating mass dipole and natural elongated bodies[J]. Astrophysics and Space Science,2015,356(1):29-42.
    [5] 李俊峰,曾祥远. 不规则小行星引力场内的飞行动力学[J]. 力学进展,2017,47(1):429-451. LI J F,ZENG X Y. Flight dynamics in the gravitational flelds of irregular asteroids[J]. Advances in Mechanics,2017,47(1):429-451.
    [6] 李俊峰,曾祥远,张韵. 小行星的奇特动力学[J]. 力学与实践,2016,38(6):603-611. LI J F,ZENG X Y,ZHANG Y. Unique dynamics of asteroids[J]. Mechanics in Engineering,2016,38(6):603-611.
    [7] 王宇凯. 小行星探测轨道设计与优化技术研究[D]. 南京:南京航空航天大学,2016. WANG Y K. Research on orbit design and optimization of asteroid exploration mission[D]. Nanjing:Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,2016.
    [8] FURFARO R. Hovering in asteroid dynamical environments using higher-order sliding control[J]. Journal of Guidance,Control,and Dynamics,2015,38(2):263-279.
    [9] YANG H W,BAI X L,BAOYIN H X. Finite-time control for asteroid hovering and landing via terminal sliding-mode guidance[J]. Acta Astronautica,2016(132):78-89.
    [10] ZENG X Y,GONG S P,LI J F,et al. Solar sail body-fixed hovering over elongated asteroids[J]. Journal of Guidance,Control,and Dynamics,2016,39(6):1223-1231.
    [11] 曾祥远,龚胜平,李俊峰,等. 应用太阳帆悬停探测哑铃形小行星[J]. 深空探测学报,2015,2(1):48-52. ZENG X Y,GONG S P,LI J F,et al. Hovering flight over elongated asteroids by using Solar sails[J]. Journal of Deep Space Exploration,2015,2(1):48-52.
    [12] BU S C,LI S,YANG H W. Artificial equilibrium points in binary asteroid systems with continuous low-thrust[J]. Astrophysics and Space Science,2017,8(362):1-19.
    [13] HU W. Orbital motion in uniformly rotating second degree and order gravity fields[D]. Michigan:University of Michigan,2002.
    [14] HU W,SCHEERES D J. Numerical determination of stability regions for orbital motion in uniformly rotating second degree and order gravity fields[J]. Planetary and Space Science,2004,52(8):685-692.
    [15] HU W,SCHEERES D J. Periodic orbits in rotating second degree and order gravity fields[J]. Research in Astronomy and Astrophysics,2008,8(1):108-118.
    [16] SCHEERES D J,HU W. Secular motion in a 2nd degree and order-gravity field with no rotation[J]. Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy,2001,79(3):183-200.
    [17] BELLEROSE J,SCHEERES D J. Restricted full three-body problem:application to binary system 1999 KW4[J]. Journal of Guidance,Control,and Dynamics,2008,31(1):162-171.
    [18] DESCAMPS P. Roche figures of doubly synchronous asteroids[J]. Planetary and Space Science,2008(56):1839-1846.
  • [1] 乔学荣, 郭际, 米娟.  高比能量锂氟化碳电池在深空探测器上的应用试验研究 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 87-92. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191223001
    [2] 郑见杰, 杜园, 王炜娜, 罗广求, 刘治钢.  深空探测用锂离子蓄电池在轨管理策略研究 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 81-86. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191030001
    [3] 于登云, 张哲, 泮斌峰, 刘传凯, 丁亮, 朱继宏, 高海波, 刘金国, 陈鹏.  深空探测人工智能技术研究与展望 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 11-23. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20190916001
    [4] 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
    [5] 王文强, 杨洪东, 杨广, 王佳禹, 吴庆, 顾春杰.  太阳电池阵深空探测适应性设计概论 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 41-46. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191101003
    [6] 罗洪义, 牛厂磊, 吴胜娜, 李鑫, 唐显, 罗志福.  深空探测中的钚-238同位素电源 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 61-72. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20191129001
    [7] 徐浩, 裴福俊, 蒋宁.  一种基于李群描述的深空探测器姿态估计方法 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 102-108. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20171117002
    [8] 牛厂磊, 罗志福, 雷英俊, 王文强, 郑见杰, 乔学荣, 罗洪义, 胡文军, 钟武烨.  深空探测先进电源技术综述 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 24-34. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20200002
    [9] 雷英俊, 朱立颖, 张文佳.  我国深空探测任务电源系统发展需求 . 深空探测学报, 2020, 7(1): 35-40. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2020.20190712001
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-31
  • 修回日期:  2018-01-05

双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真

doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
    基金项目:  国家自然科学基金青年基金资助项目(11602019),中国科协青年人才托举工程资助项目(2016QNRC001),北京理工大学优秀青年教师资助计划资助项目(2015YG0605)

摘要: 双小行星系统探测具有重要的科学意义,受其复杂动力学环境影响,探测任务极具挑战。利用球谐函数法对双星系统进行引力场建模,求解双星系统平动点,并选取其内部共线平动点L1点作为双星系统悬停探测目标位置。采用航天探测实际任务中常用的脉冲推力式发动机,设计了一种原理简单、便于工程实现的常值切换bang-bang控制器。以69230 Hermes双星系统为例,将Hermes近似为双椭球系统,仿真分析航天器在Hermes双星系统L1点悬停飞行的控制效果,验证所提控制策略有效性。

English Abstract

张永隆, 刘华缨, 曾祥远. 双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真[J]. 深空探测学报, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
引用本文: 张永隆, 刘华缨, 曾祥远. 双星系统L1点悬停探测控制器设计与仿真[J]. 深空探测学报, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
ZHANG Yonglong, LIU Huaying, ZENG Xiangyuan. Controller Design and Simulation of Hovering Flight Around L1 in a Binary Asteroid System[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
Citation: ZHANG Yonglong, LIU Huaying, ZENG Xiangyuan. Controller Design and Simulation of Hovering Flight Around L1 in a Binary Asteroid System[J]. Journal of Deep Space Exploration, 2018, 5(3): 276-280. doi: 10.15982/j.issn.2095-7777.2018.3.010
参考文献 (18)

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