航天器共面圆型快速绕飞控制研究*

赵书阁 张景瑞

北京理工大学宇航学院，北京 100081



航天器共面圆型快速绕飞控制研究*

赵书阁 张景瑞

北京理工大学宇航学院，北京 100081

研究了基于C-W方程的航天器共面圆型快速绕飞问题。分析了2种受迫快速绕飞方法：第1种方法基于C-W方程的解析解，设计了轨道平面内近圆拼接绕飞轨迹，给出了拼接绕飞所需的控制脉冲；第2种方法设计了任意周期的圆型绕飞相对运动参考轨迹，并利用PD控制律对其跟踪。并给出了2种受迫绕飞方法的固定推力形式的控制律。精确轨道仿真结果表明2种方法都能实现对目标航天器轨道平面内的近圆型绕飞。相对于参考轨迹绕飞，拼接绕飞为非标准圆型轨迹，且绕飞周期固定，但是实现拼接绕飞所需的推力器控制开关机次数较少，速度增量也较小。

受迫绕飞;C-W方程；脉冲控制；PD控制

航天器的绕飞运动是一个在轨航天器围绕另一个在轨航天器的周期性封闭相对运动[1]。现今众多的空间任务中，如航天器在轨服务、空间军事监视任务等，实现航天器自主绕飞，监测目标的飞行状态并执行相关操作都是重要的环节。绕飞运动有自然绕飞[2-4]和快速绕飞[1,5-6]之分。自然绕飞的绕飞轨迹近似椭圆，绕飞航天器与目标航天器的距离会发生较大的变化，而且绕飞周期与目标航天器的轨道周期相同。快速绕飞具有可变绕飞周期和绕飞形状的优势，在航天器近距离观测、空间目标识别与侦察、在轨应急服务中有重要的应用。……