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电动力绳系卫星系统长期离轨动力学建模与控制设计方法
被引量：
2
1
作者
颜家慧
陈提
+3 位作者
文浩
罗操群
彭文轩
恽卫东
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期1792-1802,共11页
本文针对电动力绳系卫星系统的长期离轨问题,研究离轨过程中系统的非线性动力学建模以及离轨控制设计方法。基于哑铃模型假设,进行系统的姿态动力学建模。为提高动力学建模精度,计入电动力、大气阻力和地球J_(2)摄动等动力学载荷对系统...
本文针对电动力绳系卫星系统的长期离轨问题,研究离轨过程中系统的非线性动力学建模以及离轨控制设计方法。基于哑铃模型假设,进行系统的姿态动力学建模。为提高动力学建模精度,计入电动力、大气阻力和地球J_(2)摄动等动力学载荷对系统轨道运动的影响,采用修正的非奇异轨道要素描述系统的轨道动力学。针对离轨的动力学控制问题,提出了常值电流输入、方向可变的电流输入和最优控制三种电流控制设计方法,通过系绳电流设计调节电动力载荷实现离轨机动。在最优控制设计方法中,构建了带非线性约束的动力学反问题,基于非线性规划算法求解该反问题,得到最优控制参考轨迹,通过闭环反馈跟踪修正电流进行离轨。另外,提出了一种基于能量的电流开关控制策略辅助离轨,以保持系统姿态稳定和高效地利用电动力。为高效离轨对系统进行了动力学设计,并通过仿真算例对比分析了控制方法的离轨效率,验证了控制方法的有效性。
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关键词
绳系卫星系统
电动力
最优控制
长期离轨
在线阅读
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职称材料
题名
电动力绳系卫星系统长期离轨动力学建模与控制设计方法
被引量：
2
1
作者
颜家慧
陈提
文浩
罗操群
彭文轩
恽卫东
机构
南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室
上海宇航系统工程研究所
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期1792-1802,共11页
基金
国防科技工业局空间碎片专项资助项目(KJSP2020010301)。
文摘
本文针对电动力绳系卫星系统的长期离轨问题,研究离轨过程中系统的非线性动力学建模以及离轨控制设计方法。基于哑铃模型假设,进行系统的姿态动力学建模。为提高动力学建模精度,计入电动力、大气阻力和地球J_(2)摄动等动力学载荷对系统轨道运动的影响,采用修正的非奇异轨道要素描述系统的轨道动力学。针对离轨的动力学控制问题,提出了常值电流输入、方向可变的电流输入和最优控制三种电流控制设计方法,通过系绳电流设计调节电动力载荷实现离轨机动。在最优控制设计方法中,构建了带非线性约束的动力学反问题,基于非线性规划算法求解该反问题,得到最优控制参考轨迹,通过闭环反馈跟踪修正电流进行离轨。另外,提出了一种基于能量的电流开关控制策略辅助离轨,以保持系统姿态稳定和高效地利用电动力。为高效离轨对系统进行了动力学设计,并通过仿真算例对比分析了控制方法的离轨效率,验证了控制方法的有效性。
关键词
绳系卫星系统
电动力
最优控制
长期离轨
Keywords
tethered satellite system
electrodynamic
optimal control
long‑term deorbiting
分类号
O313.7 [理学—一般力学与力学基础]
V412.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
电动力绳系卫星系统长期离轨动力学建模与控制设计方法
颜家慧
陈提
文浩
罗操群
彭文轩
恽卫东
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
2
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