弱引力场小行星探测器的姿轨控制研究

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1、分类号；ＴＰ２７３单位代码；１０１９０：研究生学号：２０１２０３０３１５０３１５０３１５０３１５０３Ｕ密级无硕古学位论文弱引力场小行星探测器的姿轨控制研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆｔｈｅＡｔｔｉｔｕｄｅａｎｄＴｒａｅｃｔｏｒｙｊＣｏｎｔｒｏｌＭｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅＡｓｔｅｒｏｉｄＰｒｏｂｅｉｎ化ｅＷｅａｋＧｒａｖｉｔａｔｉｏｎａｌＦｉｅｌｄ王題研究生姓名：专业：控伟！Ｉ科学与工程指导教师姓名：李元春指导教师职称：教授

2、２０巧年４月长春工业大学硕±学位论文摘要一深空探测技术作为国家重点发展的课题之，本文在国内外众多研究的基础上，研究了不规则引力场中探测器动力下降、软着陆的轨迹和姿态控制。首先，针对航天器在下降时的轨迹动力学方程Ｗ及着陆时的姿态动力学和运动学方程进行建模与分析一。由于本文所研究的小天体存在着形状没有定的规律，相比于其他天体其引力场不强等特点，因此，本文采用球谐级数法表述小天体的引力势能，但是由于建模不确定性Ｗ及太阳光压等干扰影响的存在，根据航天器的运动行为分、析，在小天体

3、轨道坐标系下建立了动力学方程。在姿态建模中，将弱引力场不确定性等作为干扰处理，应用Ｅｕｌｅｒ角和罗德里格斯参数（Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚ）方法分别对航天器姿态运动学和动力学进行建模。其次，对于探测器软着陆弱引力场不规则小行星的轨迹控制方面的研究，本文提出了基于模糊滑模的控制方法，并应用自适应策略实时地进行数据更新。根据三次多项式方法设计标称轨迹，考虑到探测器的轨道动力学模型的不确定性，引入自适应项并结合模糊积分滑模策略对探测器进行控制，同时采用鲁棒项，抵消Ｔ在送过程中产生的偏差。该方法在保

4、证对标称轨迹跟踪的快速精确性的同时，增强了控制系统的鲁棒性，提高了探测器软着陆小行星轨迹控制的动态性能。最后利用仿真证明了控制律的可行性和有效性。最后，为了实现对航天器姿态的控制，本文设计了自抗扰控制策略。文中采用跟踪微分器处理其过渡过程，获得微分指令；在此基础上研究扩张状态观测器，对探测器姿态的不确定项及内外扰动进斤预估，实现闭环控制；采用非线性反馈控制策略，抑制扩张状态观测器的误差。并设计常用的ＰＤ控制器与ＡＤＲＣ相互对照，最后仿真验证自抗扰控制相对于ＰＤ控制的优越性。关键词

5、：小行星软着陆自适应模糊滑模自抗扰控制ＩＫ：各Ｔ业ＡＩ；：毕邮竿化论史ＡｂｓｔｒａｃｔＤｅｅｐｓｐａｃｅｄｅｌｅｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｎａｔｉｏｎａｌｋｅｙｐｒｏｊｅｃｔｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｉｓｏ打比ｅｂａｓｉｓｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｎｕｍｅｒｏｕｓｓ化ｄｉｅｓ，ｔｏｃｏｎｔｒｏｌ忱ｅｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｎｔｈｅｓｌ：ａｇｅｏｆｄｅｃｌｉｎｅａｎｄ

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