中国空间科学技术

›› 2016, Vol. 36 ›› Issue (5): 81-.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2016.0061

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基于状态转移矩阵的航天器多脉冲悬停方法

程博, 袁建平, 马卫华   

  1. 1西北工业大学航天学院，西安710072
    2北京宇航系统工程研究所，北京100076
    3航天飞行动力学技术重点实验室，西安710072
  • 收稿日期:2016-03-11 修回日期:2016-06-19 出版日期:2016-10-25 发布日期:2016-08-22

Spacecraftmultiplepulsehoveringmethodbasedonstatetransitionmatrix

CHENG  Bo, YUAN  Jian-Ping, MA  Wei-Hua   

  1. 1SchoolofAstronautics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an710072,China
    2BeijingInstituteofAstronauticalSystemsEngineering,Beijing100076,China
    3NationalKeyLaboratoryofAerospaceFlightDynamics,Xi′an710072,China
  • Received:2016-03-11 Revised:2016-06-19 Published:2016-10-25 Online:2016-08-22

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3

摘要： 基于航天器相对运动的状态转移矩阵描述，研究了空间相对悬停的多脉冲控制方法，解决了工程实践中连续推力悬停轨道控制技术对航天器控制推进系统要求较高的难题。给出了两航天器在圆、椭圆和双曲线等圆锥曲线参考轨道上相对运动的状态转移矩阵描述。在此基础上，定性分析了椭圆参考轨道偏心率对悬停精度的影响，推导了航天器多脉冲悬停速度脉冲控制量的计算方法。数值仿真算例显示，该方法可有效实现一定悬停精度要求下的空间相对悬停控制，且随着一个轨道周期内脉冲数的增加，相对悬停的效果得到提升。

关键词: 航天器, 相对运动, 状态转移矩阵, 多脉冲, 悬停

Abstract: Basedonastatetransitionmatrix,amethodforspacecraftmultiplepulsehoveringwaspresented.Therelativemotiondynamicsmodelandthestatetransitionmatrixwereintroducedtodescribetherelativemotionoftwospacecraftincircular,ellipticalandhyperbolicreferenceorbits.Amethodofachievingtheorbittransfervelocityincrementforhoveringwasdeducedusingthestatetransitionmatrix.Thenumericalsimulationshowsthattheproposedmethodcanachievespacecraftrelativehoveringeffectively.Withtheincreasingofimpulsenumber,theprecisionofrelativehoveringispromoted.Moreover,theprecisionofrelativehoveringisinfluencedbytheeccentricityofreferenceorbit.

Key words: spacecraft, relativemotion, statetransitionmatrix, multiplepulse, hovering