航天器快速绕飞监测的相对姿轨耦合控制*

张庆展 靳永强 康志宇 肖余之

1.上海航天技术研究院航天运输与维护总体技术研究中心，上海 2011092.上海宇航系统工程研究所，上海 201109

航天器快速绕飞监测的相对姿轨耦合控制*

张庆展1，2靳永强1，2康志宇1，2肖余之1，2

1.上海航天技术研究院航天运输与维护总体技术研究中心，上海 201109
2.上海宇航系统工程研究所，上海 201109

研究了航天器空间任意方位快速绕飞与监测的相对姿轨耦合控制问题。通过合理绕飞参考系和期望姿态系的定义，将问题转化为绕飞参考系内的相对姿轨跟踪控制。通过设计航天器期望相对位置矢量和求取期望姿态运动规律，建立了符合航天器空间一般物理运动规律的相对运动与姿态指向模型，并给出相应控制律。仿真中以实现与目标轨道异面的快速圆绕飞为例，同时考虑绕飞航天器初始位置不在绕飞面的情况，设计了期望相对位置矢量的运动规律，并加入指数函数引导相对姿轨平滑过渡。考虑相对姿轨控制的强耦合性，绕飞航天器采用冗余推力器配置，并引入伪逆法实现控制指令的动态分配。最后针对示例的数值和可视化仿真验证了算法的正确性。

航天器;快速绕飞;监测;相对姿轨耦合控制;期望相对位置矢量

随着空间技术与应用的发展，航天器在轨服务已成为国际航天领域的研究热点。快速绕飞与姿态指向为航天器提供了短时间内快速在轨全方位探查空间目标的能力，在航天器的在轨检查和监测，空间目标识别与侦查等空间活动中具有重要作用。……