沈昱恒 张 迪 石 琛

上海机电工程研究所，上海 201109



视线系空间软交会常值推力控制方法设计

沈昱恒 张 迪 石 琛

上海机电工程研究所，上海 201109

研究了视线坐标系内的空间软交会常值推力控制方法。首先，描述了常值力约束下的空间软交会控制问题与交会运动模型，并将非线性视线动力学交会模型处理成一种由距离、径向速度和切向速度作为状态量的新型状态相关模型。然后，根据预测控制基本思想，提出了常值控制指令和开关机时间约束下的滚动优化控制方案，包括预测模型获取、滚动优化指标和控制流程。在指标设计中，通过在二次型优化指标函数中引入剩余飞行时间与切向速度构成的切向位移误差项，改善了控制效能。最后，通过多组数字仿真验证了对于圆轨道和椭圆轨道的自主接近任务本文设计的方法均有效适用。 关键词 预测控制；交会；常值力；视线

空间交会机动的形式有3种：软接触、硬接触和悬停(编队飞行)。进行软接触的交会(软交会)常用于大型航天器的组装、运输货物和替换乘员等，即通常所说的交会对接。同时软交会机动也可用于空间软攻击、俘获等军事任务[1]。由于软攻击不会带来空间碎片问题，所以是一种较为理想的攻击方式。但相较于硬攻击方式，软攻击任务需要对接近速度精确控制，显然这将使控制方式更复杂，控制方法的设计也更困难。

当前，按照控制量表现形式，近距离交会控制设计方法可分为2类：1)交会控制量为连续形式[2-4]，即要求轨控发动机能够提供连续可变的推力，该类方法通常基于经典控制或现代控制理论，便于设计，但实现难度大；……