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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
一种便于摄动分析的编队飞行卫星相对运动的描述   总被引:3,自引:0,他引:3  
定义了一组参数来描述卫星编队飞行的相对运动,称为相对轨道要素.利用它可以方便地分析摄动对相对轨道构形的影响以及卫星编队队形的几何特点.首先,对相对轨道要素给予了详细的推导,指出当主星偏心率为小量时,在主星轨道坐标系中相对轨道是一椭圆柱和一平面相交所得的交线,用描述该椭圆柱和平面的参数即可确定相对轨道构形,进而提出了相对轨道要素.其次,利用相对轨道要素对相对轨道进行地球扁率摄动分析,指出相对轨道构形的变化由两部分组成:一是椭圆柱的漂移导致相对轨道中心的漂移,二是平面法线的章动和进动引起相对轨道平面转动,同时还给出了地球扁率摄动下相对轨道构形漂移率及转动率的解析公式.最后,针对J2摄动分析了卫星编队相对轨道构形的变化以及相对轨道构形的漂移量和转动量.  相似文献   

2.
卫星编队飞行中C-W方程与轨道根数法的比较   总被引:16,自引:0,他引:16  
目前卫星编队飞行动力学与控制的研究得到了广泛的重视,这些研究的理论主要是基于描述卫星相对运动的Clohessy-Wiltshire(C-W)方程。但根据特例及定性分析,表明C-W方程在初始条件的选取、解的周期性等方面与实际情况不符,从星的能量也不守恒。以卫星轨道根数为基础,提出了卫星编队飞行中的相对轨道根数法,克服了C-W方程的局限性,物理概念清楚,应用范围广,解的周期性成为自然结论。在主星为小偏心率的情况下,得到了简化的相对运动方程。最后对两种方法进行了比较,指出了C-W方程的局限性及其原因。  相似文献   

3.
研究了航天器编队飞行多目标姿态跟踪鲁棒控制问题.主航天器装有一个快速机动天线和一个星载相机.考虑相机对地面目标跟踪,同时考虑天线与从航天器通信的空间任务.通过引入角速度约束和姿态角约束,分别推导了相机和天线的参考姿态角、角速度和角加速度.提出期望逆系统的概念,将三维空间姿态跟踪问题转化为调节问题,简化了控制器的设计.考虑存在参数摄动和外部干扰力矩的情况,基于期望逆系统和滑模控制,设计了鲁棒姿态跟踪控制器,并利用Liapunov稳定性理论证明了控制系统的渐近稳定性.以两航天器编队飞行多目标跟踪为例进行数值仿真,结果表明所设计的控制器具有良好的鲁棒性和优越的跟踪性能.  相似文献   

4.
行星悬浮轨道附近的编队   总被引:2,自引:0,他引:2  
研究了不同类型的地球和火星悬浮轨道附近的相对运动.首先,推导了悬浮轨道附近的相对运动方程并将相对运动方程在悬浮轨道附近线性化.利用两种半自然编队控制率进行编队控制,其中一种为被动控制,对工程应用有很大的价值.在两种控制率下,讨论了每种悬浮轨道的稳定区域.由于两种控制率都不能满足特殊的火星悬浮轨道任务要求,于是,根据该任务的要求设计了一种特殊的半自然控制率.该控制率既能满足编队任务的要求也能使相对运动稳定.  相似文献   

5.
王启明 《数学学报》1974,17(2):143-147
<正> 在人造地球卫星的飞行控制中,一个重要的问题是控制卫星的姿态,即卫星相对某坐标系的定向和角速度.例如使卫星某个轴指向地球,或让卫星绕一轴旋转.某些时候,卫星姿态是用固定在卫星上的喷咀喷气的反作用力矩控制的.在工程上,喷咀只能有两种状态:喷或不喷,而喷气的速度是不加调节的.因此,卫星受到的控制力矩是开关式的,  相似文献   

6.
纯引力轨道飞行器在精密导航、重力场测量以及基础科学研究等方面具有重要意义,辐射计效应是纯引力轨道验证质量的重要干扰力之一.针对内编队重力场测量系统,利用解析和数值计算相结合的方法,分析了内卫星辐射计效应与内编队系统参数的关系,并给出了适宜于工程计算的内卫星辐射计效应近似函数及其修正因子.分析可知,内卫星辐射计效应与腔体平均压力成正比,与腔体平均温度成反比;随腔体温差的增加而增加,随外卫星腔体半径的增加存在极小值,并且取极小值时外卫星腔体半径和内卫星半径比为常数1.189 4,这一常数是由内外卫星的球形腔体构型决定的,与腔体内温度和压力无关.当内外卫星半径比大于10时,可认为外卫星腔体充分大,此时内卫星辐射计效应与内卫星半径的平方近似成正比,随外卫星腔体半径的变化可忽略.  相似文献   

7.
空间圆弧是一种典型的井眼轨迹曲线,在定向钻井轨道设计、测斜计算和导向控制中应用广泛.为便于理论分析与轨道控制计算,基于圆弧段两端点的轨迹基本参数,应用矢量分析方法建立了空间圆弧轨道数学模型,得到了以井深为自变量的井眼轨道参数解析公式.提出了空间圆弧轨道姿态参数计算方法,进而用圆弧轨道曲率及其姿态参数描述圆弧轨道特征.推导了井斜角和方位角变化率计算公式,分析了空间圆弧轨道井斜角极值点问题.根据测斜仪原理,明确了工具面角和工具面方位角的含义,讨论了其间关系及应用.针对固定弯角的导向钻井系统,提出一种实钻轨迹控制模型,能够满足空间圆弧轨道的控制需要.这些研究成果为井眼轨道设计和导向控制提供了理论依据.  相似文献   

8.
研究了多个四旋翼飞行器在主从结构下的分布式同步协调编队控制问题.基于反步法的设计思想,文章提出了一种有界的分布式一致性控制算法,以保证满足输入饱和受限条件.首先,对于位置控制子系统,基于比例微分控制和一致性理论,设计了一种多个四旋翼飞行器的协调编队控制律,来使所有的四旋翼飞行器都可以向领导者收敛,并沿着理想的编队轨迹运动.针对位置系统设计的分布式一致控制律将为姿态控制子系统的参考姿态输入信息.其次,针对基于四元数描述的姿态控制子系统,设计了一种饱和的全局姿态跟踪控制律,可以使飞行器跟踪上所期望的姿态.最后,通过数值仿真来验证所提方法的有效性.  相似文献   

9.
研究了基于三体问题的不变流形设计低成本登月轨道的问题.考虑了黄道面和白道面之间夹角不为零的三维情况,将太阳-地球-月亮-卫星组成的四体问题分解成由太阳-地球-卫星和地球-月亮-卫星组成的非共面的两个限制三体问题.给出了这两个三体系统Halo轨道不变流形与两轨道面相交处进行小的变轨来设计低成本探月轨道的一般方法.比较结果表明用该方法设计的轨道比传统的Hohmann变轨节省约20%的燃料.从轨道能量的角度分析了用流形设计轨道比Hohmann变轨节省燃料的原因,并给出了理论表达式.该方法对于深空探测轨道设计的能量分析具有普遍的适用性,可为设计提供一个选择参数的标准.  相似文献   

10.
基于空间几何原理提出了一个双星无源定位方案,方案中包括两个观测坐标系和一个基础坐标系.每个观测坐标系中分别存在一条由观测卫星发出指向目标飞行器的射线,考虑到实际观测中存在各种误差,任意两颗观测卫星对目标飞行器的定位方向一般不在同一个平面内(即为异面直线),假定两条异面直线的公垂线段的中点(相交的情况下为交点)是目标飞行器所在的位置,而公垂线段的长度表征两颗卫星的观测误差.利用空间飞行器的观测数据计算了飞行器在基础坐标系中的位置坐标并进行了误差估计.利用一个基于伴随同化方法的数值模型估计了空间飞行器主动段的轨道.正向模型用来模拟飞行器的运动过程,伴随模型用来优化参数.通过同化空间飞行器在基础坐标系下的观测数据得到了空间飞行器的轨道.设计了数值实验以检验该模型的合理性,实验结果表明了双星无源定位系统的正确性,通过同化卫星对飞行器的观测数据,该伴随同化模型可以对空间飞行器的轨道进行成功估计.  相似文献   

11.
卫星姿态跟踪的间接自适应模糊预测控制   总被引:1,自引:0,他引:1  
孙光  霍伟 《系统科学与数学》2009,29(10):1327-1342
对含模型不确定性和未知干扰的卫星姿态系统提出了具有间接自适应模糊补偿的广义预测跟踪控制方法. 首先基于卫星姿态动力学模型设计了非线性广义预测控制律, 再利用自适应模糊系统逼近预测控制律中的模型不确定项, 使得所得到的预测控制算法可实施.证明了当卫星姿态模型中不确定项满足一定条件时, 所设计的控制律可使卫星姿态跟踪误差收敛到原点的小邻域内,并仿真结果验证了所提出方法的有效性.  相似文献   

12.
This paper investigates the sub-satellite attitude stabilization control of a tethered satellite system (TSS) during deployment stage. The dynamic model of sub-satellite motion is first established using Euler equations. During the tether deployment stage, the stability characteristics of attitude motion are analyzed with dissymmetric junction points between tether and sub-satellite. Then, a fractional-order attitude controller with memory ability is proposed to achieve stable control of the sub-satellite attitude, in which a dynamic model is linearized by using the feedback linearization method. Finally, validity of the fractional order controller and the advantages over an integer order controller are examined using numerical simulation. Comparing with the corresponding integer order controller, numerical simulation results indicate that the proposed sub-satellite attitude controller based on fractional order can not only stabilize the sub-satellite attitude, but can also respond faster with smaller overshoot.  相似文献   

13.
In this paper linear and nonlinear models of spacecraft attitude dynamics equations and gravity gradient moments are investigated. In addition, effects of gravity gradient moments on attitude dynamics of the satellite are studied. The purpose of this paper is to present a comparison between nonlinear and linear models of spacecraft attitude dynamics and gravity gradient moments in order to determine divergence of linear approximation from the nonlinear model. Simulation results indicate that designer of spacecraft attitude control subsystem should be meticulous in applying linear approximation of equations especially in low earth orbits. Consequently, finding an upper bound for small angle to keep the linear model valid and precise enough would be a vital part of using linear approximation. Results supported by numerical examples demonstrate various features of this study.  相似文献   

14.
现代航天器一般可以通过三正交反作用动量飞轮对其进行姿态机动控制并任意定位.研究了当其中某一个动量飞轮失效而不能输出完整三轴控制力矩时的欠驱动航天器姿态优化控制问题.在系统动量矩等于零时,其姿态控制问题可以转化为无漂移系统的非完整运动规划问题.采用Gauss伪谱法(GPM)将带有两个反作用动量飞轮的航天器姿态非完整运动规划问题转换为非线性规划问题(NLP),再通过SQP(sequential quadratic programming)算法求解.通过数值仿真、优化控制能达到设计的零边界控制要求,方便伺服电机对动量飞轮的控制;规划得到的姿态曲线与数值积分得到的曲线几乎完全重叠;权衡最终的优化目标值、运行时间和精度三因素找到合适的插值配点个数;结果表明了该方法对欠驱动航天器的姿态优化控制是有效的.  相似文献   

15.
介绍了军事行动中侦察卫星运动轨迹的预测方法,并规划了最优行军路线.首先根据雷达探测俯仰角与探测距离的几何关系,确定雷达探测经度范围,并对卫星周期及卫星被探测到的初始位置进行求解,从而建立卫星进出雷达探测范围时刻的预测模型,对几种卫星的过顶情况进行预测·最后,在此基础上建立简化的行军路线模型,选择最优行军路线,躲避卫星侦察.  相似文献   

16.
The emergence of a shared attitude in organizations can be regarded as a self-organizing complex process in which a majority attitude emerges from the ensemble of interactions among individuals. Almost by definition, emerging processes seem beyond the control of management, which is in conflict with the task of management to steer an organization. By modeling the emergence of a shared attitude in organizations, we were able to demonstrate that management had a distinct influence on this process. Furthermore, the first round of interactions was decisive for the outcome. The key to influencing the emergence of a shared attitude is to reduce resistance against the preferred attitude. High levels of group conformity inhibited conversion to the preferred attitude. Although the emergence of a shared attitude can be influenced by management, there remains an intrinsic uncertainty in the outcomes of attitude development processes.  相似文献   

17.
We explore students choice of using computer algebra systems (CAS) in problem-solving relative to their self-reported attitude towards learning mathematics with CAS. Our research design is a case study of nine Norwegian upper-secondary mathematics students with a wide range of attitude towards CAS. Our findings on routine problems indicate that (1) students use CAS whenever students perceive the problem as time-consuming regardless of their attitude towards CAS, and (2) students attitude affects their use of CAS whenever students perceive the problem as non-time-consuming. Norway, among other countries, has implemented CAS as an essential digital resource towards learning mathematics in upper-secondary school. Our discussion focuses on the implications of our findings have on local mathematics educators and national policy-makers.  相似文献   

18.
本文用圆型限制三体问题的Jacobi积分来建立一个能确定卫星是否稳定的测检函数.凡是对其主行星所作的瞬时椭圆轨道要素已知的卫星都可检定其稳定性.对于作准圆形轨道运动的卫星,我们可用电子计算机来求出它的稳定域,这域的界面是一个近似的扁椭球面.这闭面所包围的空间比“引力作用球”和其相应的卫星区的“Hill曲面”要小得多.由于卫星对其主行星的相对动能表示式对顺行和逆行轨道两者形式相同,所以两者可以在卫星的稳定域中同时存在.  相似文献   

19.
An asymmetric satellite equipped with control momentum gyroscopes (CMGs) with the center of mass of the system moving uniformly in a circular orbit was considered. The stability of a relative equilibrium attitude of the satellite was analyzed using Lyapunov’s direct method. The Lyapunov function V is a positive definite integral of the total energy of the perturbed motion of the system. The asymptotic stability analysis of the stationary motion of the conservative system was based on the Barbashin–Krasovskii theorem on the nonexistence of integer trajectories of the set \(\dot V\), which was obtained using the differential equations of motion of the satellite with CMGs. By analyzing the sign definiteness of the quadratic part of V, it was found earlier by V.V. Sazonov that the stability region is described by four strict inequalities. The asymptotic stability at the stability boundary was analyzed by sequentially turning these inequalities into equalities with terms of orders higher than the second taken into account in V. The sign definiteness analysis of the inhomogeneous function V at the stability boundary involved a huge amount of computations related to the multiplication, expansion, substitution, and factorization of symbolic expressions. The computations were performed by applying a computer algebra system on a personal computer.  相似文献   

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