苏飞，翟光＊，张景瑞，张尧

北京理工大学 宇航学院，北京 100081

辐射开环绳系卫星编队自旋展开动力学与控制策略

苏飞，翟光＊，张景瑞，张尧

北京理工大学 宇航学院，北京 100081

提出了圆轨道辐射开环绳系卫星编队的展开控制策略。首先采用拉格朗日方程建立了辐射开环绳系卫星编队的展开动力学模型，分析了主星姿态与绳长在展开过程的动力学耦合关系；随后以建立的动力学模型为基础，分别研究了编队在重力梯度力补偿和无补偿两种情况下的自旋展开控制策略，通过规划绳系释放速度、主星自旋角速度等变量，实现了绳系编队的有效展开；最后搭建了编队自旋展开的动力学模型，通过数值仿真对所提出的展开策略进行验证，仿真结果表明：在重力梯度力矩补偿和无补偿的情况下，所提出的展开控制策略能够保证编队稳定展开。

绳系卫星编队；主星姿态；重力梯度力；自旋展开；构型稳定

绳系卫星编队在空间发电、空间操作、空间大型结构构建等方面具有特殊优势［1－3］。绳系卫星编队的构型有多种类型，“辐射开环”是一种新型的编队构型。辐射开环绳系卫星编队由中心主星和用绳系连接到主星的多颗子星组成，主星通过执行机构产生自旋运动，利用自旋运动产生的离心力使绳系张紧带动编队以一定的角速度在空间自旋：这种由离心力维持构型的设计一方面能够减少燃料消耗，同时系统通过自旋又能获得较高的稳定性，另一方面系统的自旋运动和绳系的收放及控制都可由主星实现，控制方式简单、任务灵活。……