交会对接任务两目标协同控制技术研究

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1、第20卷第1期2014年1月载人航天MannedSpaceni曲tV01．20No．1Jan．2014交会对接任务两目标协同控制技术研究邹雪梅，陈险峰，邢锦江，刘勇，赵焕洲(北京航天飞行控制中心，北京100094)摘要：在栽人航天工程交会对接任务阶段，北京航天飞行控制中心首次实现了真正意义上的两目标协同控制，完成了协同体系构建、协同模式研究、协同技术攻关、协同方案设计、协同系统研制的完整技术演进过程。本文主要目标是对交会对接任务北京中心的两目标协同控制技术研究成果进行总结，主要涉及在交会对接任务

2、协同控制技术体系构建、两目标关联计划工作模式、两目标注入安排协同设计与实施的经验与不足，通过对协同系统在交会对接任务中的实战应用情况，分析交会对接任务在协同自动化手段方面的成果和后续改进完善方向，为后续空间站任务设计和实现更复杂的多目标协同控制体系积累经验和教训。关键词：载人航天工程；交会对接；协同；控制中图分类号：v526；V556文献标识码：A文章编号：167415825(2014)0l旬026一06StudyonCoordinationC0ntroITechnologyinRendezVo

3、usandDockingofTwoSpacecraftsZOUXuemeil，CHENXianfen91，XINGJinjian91，LIUYon91，ZHAOHuanzhoul(1．Be巧ingAerospaceContr01Center，Beijing100094，China)AbstIIact：InthemannedRendezvousandDockjng(RVD)mission，BeijingAemspaceContmlCen—terrealizedcoordinationcontr01

4、forthefirsttimeandthetechnicalevoIutionwasaccomplished，in—cludingcoordinationsystemconstlllcting，moderesearch，keytechnologybreakthrough，solutionde—s唔nandsoftwareandhardwaredevelopment．Thisp印erfocusedonthecoordinationcontr01technol—ogyofRVDmission，and

5、summarizedthede6ciencyofcoordina“onsystem，missionplanningsystemanddatauploadsolution．ByreviewingbacktheimplementationofthetechnologyinthreeRVDmis-sions，experiencewasaecumulatedandtechnicalprospectwaspmposed，whichwasuse{hlfbrChi-na’sspacestationprojec

6、t．Keywords：mannedspaceproject；rendezvousanddocking；coordination；control1引言空间交会对接技术是当今航天领域最为复杂的技术之一，也是空间站建造必须突破的关键技术，交会对接地面飞行控制的重点和难点在于天地协同配合控制更加复杂：一是两目标高时效性精确协同控制比单目标控制更加复杂；二是航天员在轨重大任务天地协同更加复杂¨引。国外交会对接地面飞行控制技术经过四十余载发展、数百次交会对接任务实践，已经形成了适应国际空间站多国合作、长期运

7、营管理的分布式协同控制体系，以及分层任务规划、航天器故障诊断与健康管理等飞行控制技术。本文立足于北京航天飞控中心交会对接飞控实践，总结了交会对接飞行控制系列关键技术，文章从空间两目标强约束情况下协同飞控体系建立，独立控制、分层协同的协同飞控模式设计出发，介绍了基于动态组装、应急重构的两目标关联规划技术；基于状态的两目标协同上行控制及数据注入动态规划技术；以及基于专家规则生成、基收稿日期：2013一lO．25；修回日期：2013—12-29作者简介：邹雪梅(1974一)，女，硕士，高级工程师，研究

8、方向为航天测控总体技术。E—mail：zouxuemei@o增．bacc．cn第1期邹雪梅，等．交会对接任务两目标协同控制技术研究27于实时状态流更新的协同工作程序生成、更新技术。最后根据三次交会对接任务实际应用情况，指出了不足及后续改进完善方向㈧。2协同飞控体系及模式设计2．1协同飞控体系协同飞控技术体系按层次化的结构设计，共包括天地基测控资源综合配置(IntegratedTrack—ingResourceCon69urationLayer)、跨平台飞控数据综合处理(IntegratedDat