基于构型控制的多平台协同轨迹规划

《基于构型控制的多平台协同轨迹规划》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、第29卷第6期2010年12』J飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．29No．6Dec．2010基于构型控制的多平台协同轨迹规划。符俊，丁洪波，蔡洪(国舫科技大学航天与材科工程学院-湖南长沙·410073)摘要：编队卫星的整体机动需要充分考虑各成员之间的协同运动关系，同时到迭和不分散／不碰撞是其应满足的约束条件。首先基于c—w方程和Lawden方程得出了参考轨道为圃轨道／椭圆轨道下的周期性相对运动条件．针对不同飞行任务要求(对应中心航天器不同转移轨道)，提出了一种整星编队机动的规

2、划策略。仿真结果表明，该规划方法实现简单。且能满足编队协同运动的约束条件。关键词：C—W方程lLawden方程f协同运动；规划策略#周期性相时运动中圈分类号：V448文献标志码：A文章编号：1674-5620(2010)06—0013—07CoordinatedPathPlanningofMultipleSpacecraftBasedonFormationControlFUJun，DINGHongbo，CAIHong(CollegeofAerospaceandMaterialEngineering，NationalUniversi

3、tyofDefenseTechnology．Changsha，HunanProvince410073)Abstract：Relationshipofcoordinatedmaneuveringamongsatellitesduringformationflyingsatellites’maneuvershouldbeconsidered．Eachsatelliteneedarrivesimultaneously．andtheymustnotseparateorcollide．Conditionofperiodicrelativem

4、otionwhenreferenceorbitiscircular／ellipticisachievedbasedonC—W’sequationsandLawden’Sequation．AccordingtOdifferentspacemission(referencesatellite’Sdifferenttransferorbit)·anewprogrammingstrategyforformationflyingsatellitesispresented．Simulationresultsshowtheapproachiss

5、impleandcansatisfya11therequirementsofthecoordinatedmaveuver．Keywords：C—W’SEquations；Lawden’SEquations；CoordinatedManeuvering；ProgrammingStrategy；PeriodicRelativeMotion0引言编队卫星具有广泛的运用前景，它不仅可以降低系统成本，提高系统可靠性和生存能力。而且能够扩展传统单个卫星的功能，完成传统航天器不可能完成的任务。它在合成孔径雷达、分布式气象卫星三维立体成像、高分辨

6、率合成孔径光学干涉技术和间歇式三维无源导航等方面有着重要的应用价值‘11。在编队卫星执行某些特定航天任务的时候。涉及到编队的整体机动，机动过程如图1所示。由于编队航天器之间需要进行紧密的星间通信、信息耦合和协同控制，故要求编队在机动过程中不能散开，因此其具有“群”运动特性[2]。关于单个航天器的轨道机动，有很多学者对其进行了研究。主要分为有限推力和脉冲推力两种。有限推力考虑发动机推力是一个有限量，更符合实际情况。现在很多的航天器轨迹规划方法，如高斯伪谱法、快速随机搜索树方法[3]，都是一种有限推力分析方法。脉冲推力能使问题的研究大

7、为简化，在20世纪60年代与70年代初得到充分研究，涌现出大量文献资料，该方法具有良好的近似效果，可用于航天任务的初步分析和设计。目前，关于整星机动的研究文献较少。基本都是在某个性能指标(如能量最省)下利用最优控制原理首先规划参考星轨迹．然后在路径约束条件下规划伴随星的飞行轨迹【4]。然而在某些航天任务中。燃料最省／时间最短并不是最重要的。如轨道拦截任务，这里的关键是在一定的时间到达特定的位置。因此，研究普遍的编队整体轨道机动·收稿日期l2010—05—18·修田日期l2010—07—07第一作者简介l符值(1986一)．男．博士

8、生．研究方向为飞行嚣设计·E—mailInudt一[cf@163．tom14飞行器测控学报第29卷问题更有意义。本文对一般轨道机动情况’F如何保持编队卫星“群”运动的问题进行了研究，根据编队卫星周期性相对运动条件，提出了一种新的整体机动的规划策略，