非合作目标空间交会近程导引方法研究.pdf

《非合作目标空间交会近程导引方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文非合作目标空间交会近程导引方法研究RESEARCHONTHEGUIDANCELAWFORNON-COOPERATIVECLOSE-INSPACECRAFTRENDEZVOUS曲光哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：V448.2学校代码：10213国际图书分类号：629.7密级：公开工学硕士学位论文非合作目标空间交会近程导引方法研究硕士研究生：曲光导师：史小平教授申请学位：工学硕士学科：控制科学与工程所在单位：控制与仿真中心答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:V448.2U.D.C:629.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONTHEGUIDANCELAWFORNON-COOPERATIVECLOSE-INSPACECRAFTRENDEZVOUSCandidate：QuGuangSupervisor：Prof.ShiXiaopingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlSci

3、enceandEngineeringAffiliation：ControlandSimulationCenterDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要人类社会进入到21世纪以来，现代工业科学技术日新月异。随着航天工业科学技术的不断发展和进步，空间航天活动日益频繁，给人类社会生活、国防军事和国家利益带来了巨大影响。同时，太空空间资源的争夺趋势愈演愈烈，空间安全和利益长期以来

4、是世界各国关注的重点和焦点。如何能够有效保障空间航天器安全，在未来空间攻防对抗中提高自身的打击和防御能力，这将是未来航天科学技术发展的重要方向之一。本文将空间航天器交会对接作为研究背景，分析总结了国内外相关领域研究的现状以及本文研究的价值和意义。从航天任务入手，对航天器的空间交会、交会对接流程和近程导引进行了说明，针对近程导引阶段导引的任务、对象和要求，设计出非合作目标航天器空间交会近程导引阶段的追踪航天器控制系统整体结构并对各个模块功能进行说明。针对目标航天器与追踪航天器之间的相对运动进行分析。一

5、方面根据航天器动力学理论分析交会对接过程中航天器的相对运动，进行坐标系的确立与转换、给出动力学方程，建立航天器空间交会近程导引的数学模型。另一方面，定义了空间二体问题和轨道要素，并在此基础上推导了航天器飞行轨道的计算公式和方法步骤，从而完成航天器初始轨道的确定和预报。在一定假设条件下，对两航天器运动数学模型进行线性化处理，推导了近距离近圆轨道下的两航天器相对运动方程即C-W方程，给出非摄动影响下相对运动方程推导的一般方法步骤，并基于C-W方程对两航天器在轨道平面的相对运动进行分析说明。从能量的角度，

6、利用现代控制系统理论，推导了两航天器相对运动状态空间表达形式，并由此进一步推导出追踪航天器近程导引的导引律和基于C-W方程的脉冲导引模型。在上文研究的基础上，主要进行非合作目标近程导引算法推导优化与轨道机动策略研究。首先分析了非合作目标的非合作性和近程导引阶段导引任务的特点，然后根据非合作目标空间交会近程导引轨道机动的约束条件，对近程导引算法和轨道机动策略进行推导优化，最后进行多脉冲最优轨道控制求解并利用仿真软件进行仿真测试和对比分析。关键词：非合作目标；空间交会；近程导引；导引律；轨道机动策略IA

7、bstractAbstractSincehumansocietyenteredthetwenty-firstcentury,modernindustrialscienceandtechnologyhavebeenchangedrapidly.Withthecontinuousdevelopmentandprogressofscienceandtechnologyinthespaceindustry,spaceactivitiesarebecomingmoreandmorefrequent,which

8、havebroughtgreatinfluenceonhumansociety,nationaldefense,militaryandnationalinterests.Atthesametime,thecompetitionforspaceresourcesisbecomingmoreandmoreintenseandthespacesecurityandinterestshavelongbeenthefocusoftheworld.Itisoneoftheimpo