地球静止轨道混合推进三星库仑编队队形保持控制研究

贺京九,袁长清,左晨熠

空军航空大学，长春 130022

0 引 言

库仑力编队飞行[1](coulomb formation flying,CFF)是近些年来一种新兴的卫星编队技术，其基本思想是通过某种手段使卫星带电(如电子枪发射电子使卫星带正电荷)，在编队各卫星之间形成库仑力，再设计相应的控制规律，进而控制编队达到期望状态.

库仑编队技术相对传统编队技术具有明显优势，主要体现在控制精度高、控制能耗小、能源可再生、不产生羽流污染等方面.在卫星编队运行过程中，构型保持是一项关键技术，是编队完成既定任务的前提和保证.当编队卫星数量达到三颗及以上时，星间耦合问题使得动力学模型的建立难度大大提高，相应控制律设计也变得十分复杂.目前国内外研究相对多集中于二体编队，已有的三体编队研究选择对问题做适当简化，主要是通过预设共线或等边三角形等特殊构型降低分析难度，或者将编队设置在深空环境，排除外部摄动干扰.黄静[2]在其博士论文中考虑输入有界与状态约束，设计了不同的反馈控制律，对于深空环境下的多体间相对距离控制问题有较好的表现.王景伟[3]详细分析了两星编队的稳定性与控制问题，提出基于PD控制的反馈控制律，分别实现了两种不同方向上的编队在小扰动下的构型保持.王有亮[4]基于平均化思想，推导了平均相对速度和脉冲速度增量之间的解析表达式，提出一种只需要星间测距信息的解析控制策略.朱数一[5]采……