与非合作目标交会的追踪卫星轨道L2－L∞增益控制

邓 泓 孙兆伟 仲惟超 张 健

1. 上海卫星工程研究所，上海200240

2. 哈尔滨工业大学卫星技术研究所，哈尔滨150001

3. 北京空间飞行器总体设计部，北京100094

空间非合作目标是指一类不能提供有效合作信息的空间飞行物，包括故障或失效卫星、空间碎片和对方卫星等［1］。与这类空间非合作目标进行交会是完成在轨服务、空间垃圾清除和空间拦截等空间任务的基础［2］。当追踪卫星与对方卫星这类空间非合作目标交会时，目标卫星为了逃避追踪可能存在轨道机动。本文主要针对这类情况的空间交会，研究了追踪卫星的轨道控制方法。

随着推力可连续变化推进器的出现，基于控制理论的变推力轨道控制方法逐渐取代传统的冲量式轨道控制方法，成为近年来研究热点，如文献［3 －4］分别采用自适应控制和滑模控制方法为空间交会设计了轨道控制器。这类方法通常可对系统的稳定性进行设计和分析，因而具有更高的控制精度。当目标卫星存在轨道机动时，传统的Hill 方程或是椭圆相对轨道方程不再适用。为此，本文建立了在惯性系下描述的相对轨道近似模型。由于目标卫星的非合作性，其轨道机动的大小是不可测得的，故本文将目标卫星轨道机动处理成系统干扰。为了抑制干扰，通常可采用鲁棒控制器，如文献［5］研究了系统存在控制输入干扰时追踪卫星的鲁棒H∞轨道控制方法;文献［6］考虑了干扰对系统输出的L2增益，提出了一种自适应飞行控制方法;文献［7］进一步研究了存在参数不确定性和控制干扰时的最优控制。……