刘闯,岳晓奎

1. 西北工业大学 航天学院,西安 710072

2. 西北工业大学 航天飞行动力学技术重点实验室,西安 710072

近年来,中国航天技术取得了长足的发展,同时也面临诸多挑战。仅在过去十年时间里,就有数十颗卫星因机械故障或姿态/轨道失控等突发原因而变为故障或失效航天器,不仅带来巨大经济损失而且长期占据宝贵的轨道资源。故障或失效航天器、空间碎片及对方航天器是典型的非合作目标,无法主动提供状态信息及惯性参数信息,而抓捕后形成的组合体稳定高精度在轨运行又严重受姿轨耦合的影响,因此对组合体进行鲁棒高精度控制是国际公认的难题,极具挑战性。利用在轨服务技术开展维修、离轨等操作迫在眉睫,因此国家“十三五”规划将“在轨服务与维护系统”列入“科技创新2030—重大项目”。

由于故障航天器呈现状态参数未知、运动行为不配合等复杂的“非合作”特征,对其进行空间抓捕后难以精确建立姿态动力学模型,容易受参数不确定性、测量误差及执行机构故障等多源扰动影响[1-2]。对于非合作目标抓捕后,难以准确测量其质量特性信息,这些都会导致姿态控制精度不能满足空间任务要求[3]。当空间抓捕后形成的组合体航天器带有柔性附件时,其姿态稳定及振动抑制变得更加困难。Singh等[4-5]针对柔性航天器姿态机动和振动抑制问题提出了一种自适应控制方法,但在反馈时仅考虑了俯仰角及其微分,在航天器闭环系统面临未建模动态时可能会导致参数分散或不稳定性。……