一、卫星进入和离开编队机动轨迹规划及控制（论文文献综述）
王国刚[1]（2021）在《遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究》文中进行了进一步梳理随着商业遥感卫星的快速发展,卫星已从早期的单星技术验证发展为多星协作应用,来完成单一卫星不能实现的应用需求,例如快速观测和侦察、快速覆盖等任务。面向数量庞大的卫星星座的空间任务,这不仅增加了轨道控制的频次,造成了地面测控站的压力,而且大大地提高了卫星间的碰撞风险,因此自主轨道机动和姿轨耦合控制技术是遥感卫星平台在轨飞行作业的关键,也是目前遥感卫星的研究重点。本文针对遥感卫星的自主轨道机动与姿轨耦合控制问题,进行全面、系统地讨论和研究,并面向卫星间碰撞规避、星间绕飞、星座构型保持和轨道转移等典型遥感卫星轨道控制任务,建立遥感卫星完整的轨道控制算法和控制方案,全文的创新研究工作如下:针对多约束下的星座卫星碰撞问题,采用数学表征法建立测控资源、有效载荷和星座构型等约束模型,通过数值分析法和霍曼（Hohmann）变轨理论进行碰撞规避控制设计,采用数值分析法给出轨道系下的控制方向和控制时刻,利用坐标系变换获得惯性系下的控制方向,依据Hohmann理论给出合理的速度增量;为了减少碰撞规避过程中的燃料消耗,设计一种多约束下的能量最优碰撞规避控制方法,基于C-W方程建立质心坐标系下的卫星相对运动模型,通过坐标变换将该模型映射到惯性坐标系下,再结合约束模型来制定碰撞规避策略,选取卫星能量最优化指标、哈密顿函数和协态方程,给出最优条件下的速度增量和方向,实现燃料最优碰撞规避控制,通过数值仿真证明其有效性。针对高精度的轨道机动控制问题,分别对相位控制和编队飞行控制进行设计。采用小推力推进系统来进行相位控制设计,由于推进系统的推力小,控制周期较长,因此将相位控制过程分为三个阶段:相位调整、相位稳定漂移和相位刹车。由于推进系统存在安装偏差,会产生姿态干扰力矩,通过干扰力矩分析给出相位调整和刹车时的最大控制时长,设置好相位控制完成天数,采用开普勒定律计算轨道控制量,并通过反作用飞轮进行姿态控制。针对高精度编队控制问题,设计一种自适应滑模控制算法,考虑非圆轨道和其他引力扰动影响,建立相对运动模型,通过模型变换技术将该模型进行线性化,在该模型基础上,设计一种自适应滑模控制器,并利用神经网络来逼近线性化误差和重力扰动项,通过李雅普诺夫（Lyapunov）稳定性定理给出自适应更新律,结合正定矩阵判断定理,可以保证闭环跟踪系统渐近稳定,将数值仿真结果与传统滑模控制进行对比分析,验证所提出的算法有效性。轨道控制完全依赖于地面测控站,当卫星数量逐渐增多时,会增加日常地面操作的负担和测控站的压力,针对该问题,设计一种自主轨道控制策略。首先,设计一种平衡力臂优化法来给出小卫星推进系统的最优化结构设计,并且分析推进系统对卫星姿态产生的藕合力矩;其次,设计一种扩展卡尔曼滤波算法（EKF）来确定卫星精确的轨道,并通过星上的全球定位系统（GPS）接收机观测数据进行EKF模型参数优化设计;最后,基于滤波后的轨道进行自主相位控制策略设计,当超出设定阈值时,自动进行轨道控制,以姿控推力器的结构布局为基础,设计一种多脉冲的喷气调姿控制方法来解决姿态扰动问题,采用径向基函数（RBF）神经网络来逼近轨道控制过程中的耦合力矩和干扰力矩,并通过Lyapunov稳定理论证明控制系统的稳定性,通过数值仿真验证其有效性和可行性。针对姿轨耦合系统控制问题,进行卫星姿轨耦合仿真系统设计与控制算法研究。该仿真系统包括仿真计算机、星载计算机、交联环境仿真模拟机、飞轮以及卫星动力学模型。采用仿真软件对主要部件如星敏感器、光纤陀螺、推进系统和GPS接收机进行数学建模,通过交联环境仿真模拟机与星载计算机连接,建立半物理姿轨耦合仿真系统。由于卫星推进系统存在安装偏差和推力矢量偏差,会导致轨道控制过程中的姿态不稳定,本文提出一种反作用飞轮与推进系统协同工作的轨道控制方法,以上述的半物理仿真系统为基础,在姿态偏差角较小时,反作用飞轮进行姿态调整;在姿态偏差角较大时,推进系统进行姿态调整,通过在轨实验证明了其有效性。由于推进剂的消耗,会导致质心和转动惯量的变化,影响姿态控制精度,并且在复杂的空间环境中还会受到各种摄动力的影响,为了实现轨道与姿态能够同时以较高控制精度达到期望的状态,设计一种控制力和力矩有限的自适应RBF神经网络滑模控制方法,通过试验测量给出燃料的消耗速率和转动惯量的变化规律,然后建立时变的6自由度动力学模型,通过RBF神经网络补偿耦合干扰力矩和空间环境扰动,并通过Lyapunov理论证明其稳定性,通过数值仿真证明所设计的算法有效性。
刘鹏飞[2]（2020）在《基于准非奇异相对轨道根数理论的卫星集群飞行技术研究》文中认为卫星集群,是由长期稳定飞行在邻近开普勒轨道上的多个成员卫星,通过星间无线通信网络互联形成的、具备载荷和平台资源共享能力的分布式空间系统。相比于单体式航天器,卫星集群系统具有高度的鲁棒性、灵活性;相比于传统的分布式卫星系统,卫星集群具有轨道控制开销少、可长期在轨运行和技术风险小的优势。卫星集群代表着分布式卫星系统发展的最新方向,在当前阶段开展卫星集群关键技术的研究具有重要的理论价值和工程实践意义。集群飞行、空间无线通信及自组织网络、空间分布式计算是卫星集群系统所依赖的三项核心关键技术。本文从准非奇异相对轨道根数描述的卫星相对运动模型入手,从动力学、控制的角度,对运行在近圆参考轨道上的、采用群树结构网络拓扑的异构卫星集群系统的集群飞行问题进行研究。第一,研究了基于准非奇异相对轨道根数的卫星相对运动建模问题。从准非奇异相对轨道根数的定义出发,分别推导了开普勒二体假设条件及地球J2、大气阻力摄动条件下基于准非奇异相对轨道根数的线性相对运动模型,研究了基于脉冲推力实现的相对轨道控制方法,介绍了相对E/I矢量分离原理的基本概念及其在星间安全避撞机制设计方面的特殊意义,讨论并证明了局部刚化原理,说明了其在多星协同运动控制方面的价值、意义。第二,研究了卫星集群安全分离部署策略问题。基于准非奇异相对轨道根数描述的相对运动模型,分析了卫星集群星箭分离过程中的星-箭、星-星相对运动特性。根据星-箭、星-星相对运动安全性要求,提出了安全概念设计方案,将星箭分离参数的设计问题转化为受限的相对E/I矢量空间中的可行解求解问题。针对这一问题,提出了一种基于几何方法的星箭安全分离参数序列求解流程。针对分离不确定性对星箭分离方案安全性的影响问题,提出了基于区间代数的最差情况分析方法,并进一步提出了应对分离不确定性因素影响的改进方案。以SAMSON任务的在轨分离部署过程为蓝本设计了仿真算例,仿真结果证明了本文提出的卫星集群安全分离序列求解方法的可行性和有效性。第三,研究了卫星集群维持过程的制导控制问题。介绍了群树结构网络拓扑的内涵、特点及其在卫星集群系统中的具体实现方式。针对卫星集群维持过程中的两项相对运动控制指标——集群网络拓扑维持和星间碰撞规避,分别提出了相应的制导、控制方法。具体来讲,依据局部刚化原理,提出了基于各成员卫星相对平半长轴的协同脉冲机动修正实现集群网络拓扑维持的制导、控制方法;依据相对E/I矢量分离原理,提出了基于各成员卫星平相对E/I矢量的协同脉冲机动修正实现集群星间安全避撞的制导、控制方法。通过数值仿真算例,证明了上述两方面制导、控制方法的有效性。第四,研究了卫星集群操作过程的制导控制问题。界定了卫星集群几种典型操作场景的概念内涵;针对卫星集群操作过程在卫星相对运动控制方面的特殊需求,在第四章集群维持技术的基础上,进一步提出了基于各成员卫星相对平半长轴的协同脉冲机动修正实现集群关键链路相对距离调控的制导、控制方法;通过数值仿真算例,证明了上述制导、控制方法对于各种集群操作场景的有效性和适用性。第五,设计了卫星集群地面仿真试验床。针对现有商用仿真软件难以独立、同时支持卫星集群系统动力学控制过程和网络通信过程建模仿真功能的现实问题,立足系统集成、联合仿真的思路,以OPNET Modeler为主体,重点利用其内置的Esys接口与外部仿真器的信息交互功能,提出了一套卫星集群地面仿真试验床架构,实现了对OPNET Modeler、STK和Matlab三方面仿真器资源的有效集成。通过基于Zig Bee无线通信技术实现的卫星集群自组织通信网络场景仿真算例,证明了试验床设计方案的可行性和有效性。总之,本文以理论分析和仿真计算相结合的方式,以准非奇异相对轨道根数理论为基础,以近圆参考轨道上、采用群树结构网络拓扑的异构卫星集群为研究对象,对卫星集群的安全分离部署、长期稳态维持及动态操作问题进行了研究,提出了相应的解决方法,并设计了一套用于卫星集群系统技术验证的地面仿真试验床。本文的研究工作,可为卫星集群系统的理论研究和工程应用提供参考。
孙书剑[3]（2020）在《微纳卫星相对轨道机动控制技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,微纳卫星的发展已从早期的技术验证阶段逐步迈向业务化应用阶段。面向未来应用的微纳卫星空间任务,对卫星在轨自主性、灵活性、敏捷性以及星间协同控制的需求更高,因此相对轨道机动控制技术成为决定微纳卫星任务水平的关键,也是现阶段研究的重点。对于微纳卫星平台的相对轨道机动控制问题,星上资源和控制能力受到制约、约束条件更多、扰动影响显着,实现远程自主、快速机动、轨迹最优更加困难,控制鲁棒更难实现、精度难以提高。论文针对微纳卫星相对轨道机动控制问题,综合考虑任务需求约束、星上资源约束、控制能力约束的条件,面向由远距离（百公里级）到近距离（米级）的逼近、交会、绕飞、悬停等典型的相对轨道机动任务,建立微纳卫星自主高精度相对轨道机动的完整规划和控制方案。论文的主要研究内容如下:1.针对远程相对轨道机动轨迹规划问题,在考虑微纳卫星相对测量约束、控制器约束条件下,提出了微纳卫星全流程相对轨道机动在线轨迹规划方法。分析相对轨道机动全流程相对测量与导航的特点和机动过程中的复杂约束,按照远距离、中距离、近距离三个阶段分解机动过程,以在线自主、燃耗最优、精度匹配为目标,提出各阶段轨迹规划方法。远距离机动阶段,以自然轨迹相对轨道机动控制为基础,建立基于转移时间约束、视界角约束的轨迹规划模型;中距离机动阶段,基于继电型推力模式和离散化相对轨道动力学模型,在边界状态约束、控制凸约束和轨迹包络凸约束下,建立线性化轨迹规划模型;近距离阶段,考虑非合作目标星不确定性表面特征引起的随机障碍,将规划空间网格化处理后,提出改进A*搜索算法,实现低控制频次和机动控制代价的随机最优轨迹规划。通过上述分阶段轨迹规划方法,使机动全程都满足控制约束和终端精度需求,并实现了远距离逼近轨迹对目标位置的渐进收敛,达到轨迹机动的燃耗最优,实现了完整机动流程的在线最优轨迹确定。2.针对相对轨道机动控制存在的外界扰动、模型不确定性、控制器误差等非理想因素,建立微纳卫星高精度相对轨道机动组合闭环控制方案。面向小扰动机动场景,基于线性化动力学模型,推导线性二次型最优（LQR）控制方法的控制律,鲁棒裕度较宽,闭环最优控制易于实现;针对外界扰动较强及控制模型不确定性较高的情况,基于适用于任何轨道偏心率的T-H方程轨道动力学模型,推导滑模变结构控制方法的控制律,构造滑模切换面,使控制轨迹收敛达到完全鲁棒性;针对轨道控制系统模型强非线性、高度不确定以及其他强扰动因素情况,基于完全非线性动力学模型,引入自抗扰控制（ADRC）方法,并将已知动力学模型引入状态观测器降低系统观测压力,实现在恶劣条件下的相对轨道控制收敛,对非理想因素的影响有良好的预测和抑制效果。组合闭环控制方案解决了机动各阶段非理想因素的抑制问题,在控制约束和各类扰动条件下,在最优控制代价下满足完整机动流程的轨迹精度要求。3.针对微纳卫星相对轨道机动轨迹规划和控制的需求,考虑星上资源约束,提出通用性全向驱动微推进系统设计和建模方法。通过分步汽化和下游稳压设计,实现在低加热功耗下的液氨推进剂的完全汽化和恒压射流,从而建立推力模式、推力性能、资源消耗具有通用适应性的高效费比微推进系统设计方案。将微推进系统的工作过程划分为可直接机理建模的部件工作过程、不可直接机理建模的汽化相变过程,分别研究其静态和动态响应,结合推力器控制量输出模型,建立微推进系统的完整工作过程数学模型。在MATLAB和Simulink环境下建立微推进系统的数学模型并开展仿真验证,评估系统工作性能,为微推进系统设计提供理论依据和优化数据,降低设计迭代和试验成本。4.基于论文提出的微纳卫星相对轨道机动控制方案,建立全数学仿真系统,以一颗在研地球同步轨道微纳卫星的典型相对轨道机动任务为例,采用本文提出控制器设计、轨迹规划、控制方法,实现在主星引导和有限距离自主导航引导下,由30km距离转移至距离目标30m的交会、抵近、绕飞、悬停等机动任务。该卫星将于2021年择机发射入轨,应用本文提出的全流程相对轨道机动控制方案,实施后续的在轨验证。综上所述,本文系统性研究了微纳卫星相对轨道机动的规划、控制方法,提出了全流程机动解决方案,针对相对轨道机动的典型场景进行了应用设计。研究工作为未来实施构建分布式微纳卫星系统、微纳卫星在轨服务和空间态势识别等业务化应用任务提供了解决方案,为微纳卫星在轨应用的工程实现提供技术支持,并对后续进一步探索微纳卫星的轨道控制技术研究奠定了基础。
黄宇[4]（2020）在《面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术》文中研究表明近年来,随着人工智能与大数据技术的发展,卫星遥感图像的价值被进一步发掘,市场对于卫星图像的需求急剧增加。同时,航天产业商业化的发展使得卫星的研制成本与周期大大缩减。在此背景下,卫星大幅宽的遥感成像在观测效率与数据更新速度方面具有极大的优势,因此其具有重要的研究与应用价值,本文针对面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术进行了研究。本文首先针对卫星编队对地超幅宽成像的问题,定义了超幅宽成像任务的概念。针对基本超幅宽成像的目标提出了钟摆式卫星编队的方案。之后,在此基础上进一步改进,设计了基于虚拟卫星编队的多模式超幅宽成像方案,并对其具体任务模式进行了阐述,最后分析了相应的编队控制性能要求,为后续章节的研究背景打下基础。其次,针对超幅宽编队的构型设计问题,以编队构型稳定为优化指标,设计了J2摄动下的编队构型维持燃料消耗指标。对于超幅宽的观测效果评估指标,研究了卫星编队成像幅宽覆盖率的数值近似计算方法。之后构建了钟摆式编队构型设计的多目标优化模型,采用NSGA-II算法得到编队构型的Pareto优化解集。仿真结果表明所提出的方法能够有效地完成超幅宽成像编队构型的设计,满足编队对地成像幅宽的预定要求。再次,针对局部集群卫星的重构方法,设计了基于C-W模型的编队重构燃料消耗指标。研究了引入碰撞概率指标的编队碰撞风险分层预警模型。在构建编队重构轨迹优化模型的基础上,设计了改进的自适应鸽群优化算法对重构轨迹规划进行求解。最后,对车轮式构型到串行构型的局部卫星重构轨迹规划进行了仿真分析,比较了不同优化算法的结果,验证了所提出算法的有效性。最后,针对局部卫星相对运动的轨迹跟踪控制问题,研究了基于相对偏心率/倾角矢量的相对运动预测模型。设计了轨迹跟踪性能指标函数与相应的二次规划控制模型,并在此基础上进一步研究了结合DQN算法优化的变参数轨迹跟踪控制器。实验结果表明,所设计的控制器具有良好的鲁棒性与普适性。
钱晓鹏[5]（2020）在《面向任务的无人机编队飞行安全间隔管控技术研究》文中指出地面交通环境的日益拥堵以及对更便捷、高品质生活的追求激发了人们利用低空空域的热情,民用无人机行业迎来了重大的发展机遇。随着民用工业级无人机技术的不断成熟,使得低空物流无人机编队运输成为可能。物流无人机编队相对传统物流方式具有更快速、灵活的优点,若投入使用能够极大提高物流效率。然而当前物流无人机编队技术还存在一定问题,物流无人机编队飞行间隔小、内部冲突多发、规划计算复杂。针对存在问题,本文以面向物流任务的无人机编队为对象,重点研究基于事件触发机制的无人机编队飞行安全间隔管控技术,主要从物流无人机编队不安全间隔的识别判定方法以及安全间隔的管控方法两方面展开:将物流无人机编队不安全间隔判定问题转化为模式识别问题。使用蒙特卡洛方法构建冲突经验数据库,随后提炼冲突的关键特征指标并基于关键特征构建概率神经网络,通过神经网络对冲突经验数据库的学习实现对编队内部不安全间隔的快速识别。仿真结果表明方法能够实现对大规模无人机编队内部不安全间隔的实时识别,且准确率高。随后,基于轨迹规划技术解决物流无人机编队安全间隔管控问题。将编队轨迹的规划分为路径规划以及速度规划两个步骤,安全间隔的管控主要通过速度规划实现。在路径规划过程中,使用Dubins曲线作为路径构成的基本子结构,使得无人机路径平滑可飞并且能够满足转弯机动的曲率限制,构建预瞄点自适应算法实现了无人机路径长度、转向频度、跟踪误差之间的有效平衡。通过在既有轨迹上进行速度规划实现编队安全间隔管控,改进了传统CPTD方法,提出了栅格化空域下差异区间速度规划方法（DIPR）并对求解算法进行改进。仿真结果表明,提出方法能够在增大轨迹最小间隔的同时提高速度规划效率,且编队队形形成所用时间更短;由于CPTD所得速度曲线的分段不连续需要后续近似处理,而DIPR方法能够直接得到满足无人机运动学特性约束的速度曲线,因此DIPR方法对轨迹最小间隔的计算更加准确。
戚大伟[6]（2019）在《航天器电磁编队构型保持与重构的控制问题研究》文中进行了进一步梳理航天器电磁编队是一种新概念航天器编队技术,其核心是利用星间电磁场作用产生的耦合电磁力来维持或改变编队构型。与传统基于推力器的航天器编队相比,电磁编队具有无推进剂消耗、无羽流污染,以及连续、可逆与同步控制等优势,在对地监测、深空探测等领域具有广阔应用前景。电磁力作用的特殊性以及航天器电磁编队动力学模型的强非线性与强耦合性,给航天器电磁编队控制在理论与方法上提出了新的问题与挑战。本文在分析总结国内外航天器电磁编队相关研究成果的基础上,围绕航天器电磁编队构型保持与重构的控制问题,综合运用动力学系统理论、图论及相关控制理论,对航天器电磁编队的构型重构与保持控制、有限时间轨道协同控制及圆限制性三体问题下的姿轨耦合控制等问题进行了深入研究,主要内容包括如下几部分:研究了无摄动影响的双星电磁编队相对平衡态构型重构优化控制问题。基于Hill方程建立了无摄动影响的双星电磁编队相对轨道动力学模型;求解了双星电磁编队仅有的三种相对平衡态构型,即双星分别沿参考航天器轨道径向、法向与切向分布,并对径向与法向相对平衡态构型的磁矩配置和稳定性进行了理论分析;针对磁矩共线配置时的径向与法向相对平衡态构型,数值求解和分析了相应平衡态构型的不变流形,并以此为基础,基于不变流形理论、非线性规划理论和粒子群优化算法,提出了一种构型重构优化方法,此方法将构型重构优化控制问题转化为非线性规划问题,并利用粒子群优化算法对转化后的非线性规划问题进行求解,数值仿真验证了此方法的有效性。研究了扰动影响下双星电磁编队构型保持鲁棒控制问题。星间电磁力的内力特性决定了其无法控制编队系统的质心运动,考虑到摄动对编队质心的影响,引入“电磁力+惯性推力”的混合控制模式,提出了“前馈控制+反馈补偿”的编队构型保持控制策略,前馈控制用来维持期望的编队构型,反馈补偿控制用来补偿扰动引起的构型偏差;对星间电磁力计算公式及磁矩分配进行了推导,并将外界摄动与远场电磁力模型不确定性视为等效的总和扰动,推导了扰动影响下双星电磁编队相对运动动力学模型;基于期望编队构型设计了前馈控制器,基于自抗扰控制技术和低通滤波器设计了自抗扰反馈控制器,并利用数值仿真验证了提出的控制策略和控制器的有效性。研究了多星电磁编队有限时间轨道协同控制问题。给出了多星电磁编队控制策略,在此基础上,推导了一般形式的航天器电磁编队相对轨道动力学模型;利用图论来描述编队航天器通信拓扑关系,针对编队航天器采用无向通信的情况,基于终端滑模技术,设计了具有内-外环双层结构的编队系统滑模面,并利用其设计了一种有限时间编队协同控制器,理论分析和数值仿真表明,设计的编队协同控制器可确保编队系统跟踪误差在有限时间内收敛到原点附近;针对编队航天器采用有向通信且有向图包含有向生成树的情况,基于自适应理论和滑模控制理论,设计了一种自适应扩张状态观测器来估计编队系统受到的总和扰动,并基于扩张状态观测器的输出信息和自适应控制方法,设计了一种鲁棒自适应编队协同控制器,理论分析和数值仿真表明,设计的鲁棒自适应编队协同控制器可以保证闭环系统的有限时间收敛特性。研究了深空环境下双星电磁编队长期运行时的姿轨耦合稳定控制问题。将航天器电磁编队应用背景拓展至深空环境,以“地球-月球-电磁编队航天器”为三体系统,基于分析力学方法建立了圆限制性三体问题下双星电磁编队姿轨耦合动力学模型;不考虑摄动影响,针对编队系统全状态信息可测的情况,基于非线性二次型最优控制理论,设计了全状态反馈最优控制器;针对编队系统速度信息不可测的情况,基于滑模理论设计了一种有限时间状态估计器来估计系统的速度信息,并结合状态估计器的输出信息和全状态反馈最优控制器,设计了部分状态可测输出反馈最优控制器;考虑摄动影响,对太阳引力和太阳光压摄动进行了分析,通过构造包含摄动界值的性能指标函数,将摄动情况下的双星电磁编队鲁棒控制问题转换成了优化控制问题,并通过θ-D次优控制方法对转换后的优化控制问题进行了求解,间接得到了双星电磁编队姿轨耦合非线性鲁棒最优控制器,理论分析和数值仿真表明,提出的鲁棒最优控制器不仅满足二次型性能指标最优,而且能有效抑制与状态量相关的扰动。
徐扬[7]（2019）在《基于仿射变换的多智能体系统分布式编队控制技术研究》文中研究指明随着网络通讯、传感设备和人工智能等技术的日趋进步,多智能体系统相关课题的研究在民用和国防等领域显示了广阔的应用前景,受到集群自组织运动所启发并衍生出的多智能体系统协同控制也迎来了前所未有的理论挑战。当前,多智能体编队控制包含编队生成控制和编队机动控制两个子任务,是协同控制中一个深受关注的研究热点和难点。在日益复杂的应用环境中,传统的多智能体编队控制策略的使用受到了来自多方面的限制。因此,设计一类具有较好环境适应能力的编队控制策略对于其实际应用的前景具有十分重要的意义。在有向网络拓扑结构下,本文研究了一类多智能体系统仿射编队控制问题。主要研究内容及创新概况如下:第一,基于领航者-跟随者网络结构定义了一类具有新型连通性的k可达有向图,并分析了对应的有正负权重的非对称符号拉普拉斯矩阵,此后根据网络定位和仿射变换的性质给出了仿射定位的概念,给出并证明了其在任意维度下实现的两个充要条件。第二,分别在连续或离散域内,针对一阶和二阶积分器模型的多智能体系统,仅需将满足目标编队的时不变或时变的参考轨迹信息给予领航者,并设计分布式的跟随者仿射编队机动控制律,便能使得整个编队获得稳定的仿射编队队形和机动。第三,动态的领航者可被描述为任意维度下的满足目标编队的多项式轨迹时,针对任意阶次积分器模型的跟随者提出了分布式PIn仿射编队机动控制律,设计了领航者部分信息未知情况下的状态估计器,利用频域内的small-μ定理分析了非一致时延带来的影响并给出了时延上限。第四,利用双层网络的性质提出了欧拉-拉格朗日模型多智能体系统的混合仿射编队控制策略,设计了分布式有限时间滑模估计器进行了未知编队信息估计,采用了积分障碍李雅普诺夫函数进行速度约束。此外,依据仿射变换对凸性保持的特性,设计了具有缩放特性的可时变的多层嵌套式的凸边形编队队形能够对单个机动目标进行合围和跟踪,并引入人工势函数达到了避碰效果。第五,在异构线性模型领航者最终能够其状态稳定收敛至期望的目标队形位置的情况下,设计了异构线性模型跟随者分布式PI类型的仿射编队控制策略,利用积分项进行了领航者所带来的稳态误差的消除,当存在有界外部扰动时进行了鲁棒性验证。此外,在仅需提前知晓部分网络连通信息的情况下,采用自适应算法实现了仿射编队控制。
成雨[8]（2019）在《状态约束下的航天器姿态控制方法研究》文中研究指明空间观测任务常要求航天器具有大角度、高精度重定向机动的能力,从而提高观测效率。然而机动过程中不恰当的姿态可能会导致通信中断或敏感光学部件受损等故障,因此如何在参数不确定性、外部干扰、执行机构饱和等不利因素下实现航天器状态约束下的姿态机动成为了亟待解决的难题。本文深入研究了状态约束下航天器的姿态机动路径规划与控制方法,主要研究工作如下:针对具有多种姿态约束区域的航天器,提出了基于A*算法和高斯伪谱法的路径搜索方法。使用修正的罗德里格参数作为姿态参数,在三维离散姿态空间中描述各种姿态约束区域,将多路路径搜索问题转化为单路,采用A*启发式算法求取满足姿态约束的最短机动路径。考虑动力学约束,包括执行机构饱和与角速度受限,基于高斯伪谱法设计了不同优化指标下的姿态最优控制方法。针对具有单一姿态约束区域的航天器,提出了基于李雅普诺夫方法和势函数的姿态控制器。采用欧拉转角设计了吸引势函数和排斥势函数;提出了无需经验调节参数的排斥势函数存在条件,用以消除排斥势函数对控制系统平衡点的不利影响;为了满足角速度幅值约束并提高平衡点附近的收敛速度,设计了非线性虚拟角速度指令,并由此提出了反步姿态控制器;引入了由执行机构最大力矩与指令力矩之差驱动的辅助系统,保证了执行机构饱和下控制系统的稳定性;为了提高控制器关于外部干扰的鲁棒性,设计了一种干扰观测器;提出了规避势函数局部极小值的控制器切换策略。针对具有多种姿态约束区域的航天器,提出了基于李雅普诺夫方法和严格下凸势函数的姿态控制器。设计了严格下凸的对数边界势函数,其仅在指令姿态处取得唯一的极小值;结合非线性虚拟角速度指令,提出了执行机构饱和下的反步控制器。设计了新的满足姿态约束和角速度幅值约束的滑模面,考虑执行机构饱和与外部干扰,提出了自适应滑模控制器,且通过引入自适应参数,解决了控制器的奇异问题;将参数不确定性和外部干扰对航天器的作用视为复合干扰,设计了有限时间扩张状态观测器。针对具有多种姿态约束区域的编队航天器,提出了能够收敛至参考姿态指令的协同重定向控制器。在航天器编队中引入虚拟领航航天器,假设编队通信拓扑为强连通和平衡图,基于成员姿态设计了新的编队下凸势函数,当且仅当各航天器姿态收敛至指令姿态时,势函数取得极小值;提出了新的满足成员姿态约束和角速度幅值约束的滑模面,并设计了执行机构饱和下的非奇异自适应滑模协同控制器。若参考姿态指令丢失,协同控制器依然能够保证编队姿态的一致性。当通信拓扑为完全图且编队成员均能够获取参考姿态指令时,提出了姿态协同跟踪控制器。将系统方程表述为欧拉-拉格朗日形式,并基于参考指令、成员间相对姿态和各自的姿态约束,设计了编队势函数;基于排斥势函数存在条件提出了中间变量的切换策略,进而设计了执行机构饱和下的自适应协同跟踪控制器。
王训[9]（2019）在《在轨服务临近飞行动力学与控制研究》文中提出航天器在轨服务已成为航天技术发展的重要趋势之一。利用服务航天器自主执行航天器推进剂补加、部件更换及功能升级、故障航天器的维修、报废航天器的再利用及再制造等服务任务,对于空间资源的可持续开发利用具有重大意义。自主在轨服务过程中,一个核心阶段是服务航天器与目标的近距离相伴飞行,此阶段主要执行对目标的近距离观测及在轨操控。论文以航天器近距离相对运动制导与控制为中心,系统研究了相对运动动力学模型、快速绕飞与相对状态转移的轨迹规划、利用空间环境作用力的运动控制等基础理论问题,并对近距离观测任务和失控翻滚目标抓捕任务过程中涉及到的关键技术开展了研究,旨在为航天器自主在轨服务的工程实现奠定理论与技术基础。首先,对在轨服务近距离相伴飞行的相对运动动力学模型进行了研究,从最基本的运动规律分析,航天器相对运动是由两航天器所受的作用力之差来决定的。基于中心天体引力差和空间环境摄动力差量级大小的分析,提出了临近飞行这一科学概念:航天器近距离相伴飞行,中心天体引力差微弱,仅需通过微小的控制作用便能克服中心天体引力差的影响,实现相对运动在三维空间内的“自由”飞行;同时,当空间环境摄动力差和中心天体引力差量级相当时,相对运动规律的分析需要考虑空间环境摄动的影响,更可利用空间环境摄动辅助相对运动控制。以此为基础,建立了临近飞行动力学模型,同时系统的分析了在轨服务临近飞行控制模型的选取准则。其次,根据在轨服务临近飞行过程中的任务需要,开展了快速绕飞与相对状态转移的轨迹规划研究。通过引入人工引力常数的概念,设计了一种快速绕飞解析制导律,基于该制导律可以使处于任意初始状态的两航天器形成封闭的空间椭圆绕飞构型,并分析了人工引力常数与初始相对状态对绕飞轨迹周期和形状的影响,推导了圆参考轨道下圆构型快速绕飞的燃料消耗。针对相对状态转移的轨迹规划问题,设计了人工势函数制导算法,提出了两种新型的吸引势函数和排斥势函数,可有效确保转移过程中服务航天器与目标的碰撞避免。设计了用于轨迹跟踪的滑模变结构控制律,用以完成空间环境摄动力影响下,服务航天器对规划轨迹的高精度跟踪保持。然后,研究了太阳光压影响下的临近飞行相对运动。当太阳光压差和中心天体引力差量级相当时,太阳光压对临近飞行相对运动具有显着影响。建立了考虑太阳光压的临近飞行动力学模型,当航天器帆板法向指向太阳方向时,求解了圆参考轨道下相对运动的解析解,并与C-W方程的解析解进行对比分析。同时,建立了利用太阳光压辅助推进系统的运动控制策略,并且通过悬停控制详细的对比分析了利用太阳光压辅助的优势,为节约航天器燃料消耗提供了新的技术途径,同时此策略可扩展至其它临近飞行控制任务。最后,针对近距离观测和失控翻滚目标抓捕的抵近机动任务开展了应用研究。基于双目视觉测量,利用设计的自适应滤波器,对非合作航天器的六自由度相对运动状态以及惯量张量比例系数进行了联合识别。构建了地面试验系统,对双目视觉系统进行非合作目标表面特征点连续跟踪,以及基于滤波器进行相对运动状态估计的原理进行了试验验证,得到的结果可为开展在轨操控任务提供信息支撑。同时,针对两类典型复杂构型且姿态翻滚的失效航天器,设计了抵近机动控制策略,将抵近过程分为远距离飞行段和临近飞行段,并分别设计了相应的控制器。针对临近飞行段与目标碰撞避免的任务需求,建立了飞行过程中碰撞避免约束数学模型,基于序列凸优化算法,完成了模型预测控制输入的实时优化求解,使得服务航天器与翻滚目标保持相对稳定的状态,为下一步利用机械臂对目标进行抓捕和操控奠定基础。
许丹丹[10]（2018）在《多航天器近距离协同操作安全控制与任务规划研究》文中指出近年来,国内外主要航天大国或组织大力发展以空间近距离操作为核心的在轨服务技术。具有相同功能或不同功能的多个航天器的协同操作将是未来在轨服务的重要形式,其任务的设计与规划较传统单航天器操作方式更复杂。本文以多航天器近距离操作为背景,研究了多航天器近距离观测与逼近任务的设计、安全控制和协同规划。主要研究成果如下:研究了多航天器近距离多约束绕飞观测任务设计方法。建立航天器近距离三维详查观测任务的空间几何、载荷性能、安全性能等约束模型,采用网格统计方法进行覆盖性能分析,进而对多航天器近距离三维详查观测任务进行设计与分析。仿真结果表明:采用研究的设计方法获得的结果是有效的;详查最短时间随着绕飞距离增大呈阶段性减小;采用观测光轴转动策略与多航天器编队观测策略均可达到全覆盖的效果,多航天器观测在执行任务的实时覆盖率、详查最短时间方面优于单航天器观测。提出了一种动态防撞区约束下多航天器近距离防撞控制算法。从引入瞬时碰撞概率进行碰撞预警、考虑速度安全接近走廊、考虑实际加速度形式三个方面改进已有基于人工势函数的防撞控制方法,建立一种实时动态防撞区,进而提出一种多航天器近距离动态防撞控制算法;基于群决策方法对控制算法主要影响参数进行层次分析;基于遗传算法对控制算法性能的主要影响参数进行优化。仿真结果表明:提出方法获得的安全机动轨迹可减少任务时间,节省推进剂消耗,而且可避免防撞控制算法由于参数选择不恰当造成的不能跳出局部最小点的问题。提出了一种多航天器近距离分层式协同操作任务规划方法。研究了一种分层式多服务航天器近距离协同操作任务规划体系;建立了考虑太阳光入射角约束、安全性约束的多航天器观测任务优化模型;基于多智能体系统的分层式协同策略,建立多航天器协同观测任务规划模型,为保证安全机动并保持编队构型,采用集中式方法规划各航天器的控制律参数、期望路径点参数等总体参数,采用分布式方法利用防撞安全控制算法对各航天器自身任务进行规划。仿真结果表明:为了满足约束条件,建立的规划机制有效调动了多个航天器协同调整轨道,共同配合完成任务。论文针对多航天器协同操作面对的高碰撞风险以及协调问题进行安全控制与任务规划研究,具有一定的理论意义。提出的动态防撞安全控制算法以及分层式协同规划方法有效提高了多航天器近距离操作的安全性和任务完成效率,可对未来由多个航天器参与的近距离操作任务的设计与控制提供参考。
二、卫星进入和离开编队机动轨迹规划及控制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、卫星进入和离开编队机动轨迹规划及控制（论文提纲范文）
（1）遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 国内外遥感卫星发展历程 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 卫星轨道控制研究现状 |
| 1.3.2 卫星姿态控制研究现状 |
| 1.3.3 卫星姿轨耦合控制技术研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 多约束下遥感卫星轨道路径规划 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 坐标系介绍 |
| 2.3 约束建模 |
| 2.3.1 光学载荷约束 |
| 2.3.2 测控资源约束 |
| 2.3.3 星座构型约束 |
| 2.3.4 轨道类型约束 |
| 2.3.5 控制策略约束 |
| 2.4 基于Hohmann理论的多约束小卫星轨道机动控制 |
| 2.4.1 问题描述 |
| 2.4.2 控制策略分析与设计 |
| 2.4.3 仿真实验研究 |
| 2.5 多约束下小卫星的能量最优轨道控制 |
| 2.5.1 问题描述 |
| 2.5.2 最优控制器设计 |
| 2.5.3 仿真实验研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 遥感卫星的高精度轨道机动控制算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 在轨轨道机动控制 |
| 3.2.1 设计思想概述 |
| 3.2.2 遥感卫星轨道控制策略 |
| 3.2.3 案例仿真 |
| 3.3 轨道机动自适应控制 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 控制算法设计 |
| 3.3.3 仿真实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 遥感卫星自主轨道控制算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 推进系统布局 |
| 4.2.1 推进系统分类 |
| 4.2.2 推进系统的结构布局设计 |
| 4.2.3 推进系统耦合力矩分析与仿真 |
| 4.3 基于EKF滤波的自主轨道控制算法研究 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 轨道确定算法设计 |
| 4.3.3 自主轨道控制算法设计 |
| 4.3.4 仿真实验研究与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 姿轨耦合系统设计与控制算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 卫星姿轨耦合系统设计 |
| 5.3 姿轨耦合系统控制算法 |
| 5.3.1 基于角动量卸载法的小卫星姿轨协同控制 |
| 5.3.2 基于自适应神经网络的小卫星姿轨耦合控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
（2）基于准非奇异相对轨道根数理论的卫星集群飞行技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 卫星集群相关空间任务计划进展概况 |
| 1.2.1 F6 计划 |
| 1.2.2 SAMSON计划 |
| 1.2.3 EDSN计划 |
| 1.2.4 NetSat计划 |
| 1.3 卫星集群飞行的概念界定及相关问题研究综述 |
| 1.3.1 卫星集群飞行相关理论问题研究现状 |
| 1.3.2 卫星集群飞行技术问题研究现状 |
| 1.4 论文研究内容和组织结构 |
| 第二章 基于准非奇异相对轨道根数的卫星相对运动理论基础 |
| 2.1 开普勒二体运动假设下的卫星相对运动建模 |
| 2.1.1 坐标系定义 |
| 2.1.2 卫星绝对运动的两种描述方式 |
| 2.1.3 卫星相对运动的两种描述方式 |
| 2.1.4 Hill直角坐标描述的卫星相对运动模型——CW方程 |
| 2.1.5 准非奇异ROE描述的卫星相对运动模型 |
| 2.1.6 准非奇异ROE与CW方程积分常量之间的等价关系 |
| 2.1.7 准非奇异ROE与卫星相对运动几何构型之间的关系 |
| 2.2 轨道摄动条件下的卫星相对运动建模 |
| 2.2.1 一阶J_2摄动影响下的卫星相对运动模型 |
| 2.2.2 准非奇异ROE表述的J_2不变相对运动条件 |
| 2.2.3 大气阻力差影响下的卫星相对运动模型 |
| 2.3 基于脉冲推力的准非奇异ROE控制策略 |
| 2.3.1 准非奇异ROE表述的Gauss变分方程 |
| 2.3.2 前置相对偏心率矢量补偿的三脉冲机动方案 |
| 2.3.3 后置相对偏心率矢量补偿的三脉冲机动方案 |
| 2.4 相对E/I矢量分离原理和局部刚化原理 |
| 2.4.1 相对E/I矢量分离原理与星间碰撞规避 |
| 2.4.2 局部刚化原理与多星协同机动 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 卫星集群安全分离部署策略研究 |
| 3.1 卫星集群安全分离问题及解决思路 |
| 3.1.1 卫星集群安全分离问题界定 |
| 3.1.2 解决卫星集群安全分离问题的基本思路 |
| 3.2 星箭分离过程相对运动分析 |
| 3.2.1 分离卫星与运载火箭之间的相对运动 |
| 3.2.2 分离卫星之间的相对运动 |
| 3.3 安全分离概念设计 |
| 3.3.1 避撞区和保持域的定义 |
| 3.3.2 分离制导策略 |
| 3.3.3 标称制导策略 |
| 3.3.4 实际操作约束 |
| 3.4 安全分离序列求解 |
| 3.4.1 求解安全分离序列的步骤:一种几何的方法 |
| 3.4.2 分离不确定性的影响 |
| 3.4.3 实际工程应用中的注意事项 |
| 3.5 仿真算例与结果分析 |
| 3.5.1 基线分离序列仿真场景 |
| 3.5.2 鲁棒分离序列仿真场景 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 卫星集群维持技术研究 |
| 4.1 群树结构的卫星集群网络拓扑 |
| 4.1.1 网络拓扑的基本概念 |
| 4.1.2 图论基本概念 |
| 4.1.3 群树网络拓扑结构特征 |
| 4.1.4 群树网络拓扑结构在卫星集群系统中的形成过程 |
| 4.2 基于脉冲推力的卫星集群维持控制方法 |
| 4.2.1 控制策略 |
| 4.2.2 制导方法 |
| 4.2.3 机动方案 |
| 4.2.4 控制算法流程 |
| 4.2.5 集群成员之间的角色转换逻辑 |
| 4.3 仿真算例与结果分析 |
| 4.3.1 仿真场景配置 |
| 4.3.2 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 卫星集群操作技术研究 |
| 5.1 卫星集群典型操作场景概念描述 |
| 5.1.1 成员卫星加入集群 |
| 5.1.2 成员卫星退出集群 |
| 5.1.3 故障成员卫星规避 |
| 5.1.4 集群疏散与集结 |
| 5.2 基于脉冲推力的卫星集群操作控制方法 |
| 5.2.1 控制策略 |
| 5.2.2 制导方法 |
| 5.2.3 机动方案 |
| 5.2.4 控制算法流程 |
| 5.3 仿真算例与结果分析 |
| 5.3.1 成员加入集群场景 |
| 5.3.2 成员退出集群场景 |
| 5.3.3 故障成员碰撞规避场景 |
| 5.3.4 集群疏散/集结场景 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 卫星集群系统地面仿真试验床设计 |
| 6.1 卫星集群系统地面仿真试验床功能需求与设计思路 |
| 6.2 基于OPNET Modeler的卫星集群系统联合仿真架构 |
| 6.2.1 OPNET Modeler和联合仿真 |
| 6.2.2 卫星集群地面仿真试验床的组成结构 |
| 6.3 卫星集群地面仿真试验床的实现细节 |
| 6.3.1 Esys模块的基本要素 |
| 6.3.2 试验床的接口配置 |
| 6.4 仿真算例与结果分析 |
| 6.4.1 仿真场景配置 |
| 6.4.2 仿真结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要工作总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录 A 准非奇异ROE描述的相对运动状态转移矩阵 |
| A.1 简化缩写变量定义 |
| A.2 仅考虑J_2摄动情况下的相对运动状态转移矩阵 |
| A.3 考虑J_2及微分大气阻力摄动情况下的相对运动状态转移矩阵 |
| 附录 B 考虑分离不确定性影响时的星间相对E/I矢量最小值求解方法 |
| 附录 C 确定f_e和f_i可行解的步骤 |
（3）微纳卫星相对轨道机动控制技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 微纳卫星相对轨道机动控制应用现状 |
| 1.2.2 相对轨道机动控制方法研究进展 |
| 1.2.3 小结 |
| 1.3 论文研究思路和主要内容 |
| 1.3.1 基本研究思路 |
| 1.3.2 论文组织结构与主要内容 |
| 1.3.3 主要创新点 |
| 2 相对轨道动力学基础 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 坐标系定义 |
| 2.3 相对轨道动力学建模 |
| 2.3.1 非线性相对轨道动力学模型 |
| 2.3.2 基于圆轨道假设轨道动力学模型(Hill方程) |
| 2.3.3 量纲为一化的轨道动力学模型(T-H方程) |
| 2.3.4 离散化相对轨道动力学模型 |
| 2.4 自然轨迹相对机动控制方法 |
| 2.4.1 远距离相对机动控制 |
| 2.4.2 近距离直线机动控制 |
| 2.4.3 绕飞机动控制 |
| 2.4.4 空间任意点相对悬停控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 相对轨道机动的轨迹规划 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 相对运动轨迹规划方案设计 |
| 3.2.1 全流程轨迹规划的特点 |
| 3.2.2 机动规划的方案设计 |
| 3.3 基于继电型推力的最优线性轨迹规划 |
| 3.3.1 轨道动力学模型 |
| 3.3.2 规划约束 |
| 3.3.3 规划模型 |
| 3.3.4 仿真算例 |
| 3.4 基于A*搜索算法的随机轨迹规划 |
| 3.4.1 节点扩展与代价函数 |
| 3.4.2 A*算法的流程 |
| 3.4.3 仿真算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高精度相对轨道机动的控制方法 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 线性二次型最优调节(LQR)控制 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 误差状态方程 |
| 4.2.3 控制律设计 |
| 4.2.4 仿真算例 |
| 4.3 滑模变结构控制 |
| 4.3.1 基本原理 |
| 4.3.2 动力学模型 |
| 4.3.3 切换函数设计 |
| 4.3.4 控制律设计 |
| 4.3.5 仿真算例 |
| 4.4 自抗扰控制(ADRC) |
| 4.4.1 基本原理 |
| 4.4.2 跟踪微分器(TD) |
| 4.4.3 扩张状态观测器(ESO) |
| 4.4.4 非线性状态误差反馈律(NLSEF) |
| 4.4.5 仿真算例 |
| 4.5 三种控制算法的特点和应用 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 微推进系统设计与建模 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 基于继电型推力的液氨微推进系统设计 |
| 5.2.1 液氨推进剂的预处理方法 |
| 5.2.2 微推进系统的设计方案 |
| 5.3 微推进系统的数学模型 |
| 5.3.1 可机理建模部件的数学模型 |
| 5.3.2 汽化过程的数学模型 |
| 5.3.3 输出控制量的数学模型 |
| 5.4 微推进系统工作特性仿真分析 |
| 5.4.1 汽化工作过程仿真与分析 |
| 5.4.2 减压阀动态调节过程仿真与分析 |
| 5.4.3 推力器输出特性仿真与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 相对轨道机动的全流程控制仿真与验证 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 相对轨道控制数字仿真系统设计 |
| 6.3 任务流程说明和仿真条件 |
| 6.4 全流程仿真分析 |
| 6.4.1 远距离机动阶段 |
| 6.4.2 中距离机动阶段 |
| 6.4.3 近距离机动阶段 |
| 6.4.4 全流程仿真小结 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 论文的研究工作总结 |
| 7.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（4）面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航天器对地观测技术现状 |
| 1.2.2 航天器编队构型设计研究现状 |
| 1.2.3 航天器编队重构技术研究现状 |
| 1.2.4 轨迹跟踪控制技术研究现状 |
| 1.2.5 国内外研究现状总结 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 航天器编队超幅宽成像任务分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天器编队超幅宽成像概念 |
| 2.2.1 钟摆式卫星编队基本超幅宽成像 |
| 2.2.2 虚拟卫星编队多模式超幅宽成像 |
| 2.3 编队超幅宽成像任务分析 |
| 2.3.1 虚拟卫星幅宽等效模型 |
| 2.3.2 编队卫星控制性能要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 面向超幅宽成像任务的编队整体构型设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于相对偏心率/倾角矢量的相对运动模型 |
| 3.3 面向超幅宽成像任务的编队整体构型优化模型 |
| 3.3.1 编队构型保持燃料消耗目标函数设计 |
| 3.3.2 编队超幅宽成像效果评估函数设计 |
| 3.4 基于NSGA-II算法的编队卫星整体构型优化方法 |
| 3.4.1 NSGA-II算法 |
| 3.4.2 基于NSGA-II算法的编队整体构型优化设计方案 |
| 3.5 仿真与分析 |
| 3.5.1 基本钟摆式卫星编队构型设计 |
| 3.5.2 虚拟卫星编队构型设计 |
| 3.6 本章总结 |
| 第四章 面向超幅宽成像任务的局部卫星重构轨迹规划 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 局部卫星重构燃料消耗计算 |
| 4.2.1 离散线性化C-W方程 |
| 4.2.2 局部卫星重构燃料消耗函数构建 |
| 4.3 局部卫星重构碰撞风险评估模型 |
| 4.3.1 相遇平面坐标系 |
| 4.3.2 线性碰撞概率计算 |
| 4.3.3 非线性碰撞概率计算 |
| 4.3.4 卫星重构碰撞风险评估模型构建 |
| 4.4 改进自适应鸽群优化算法 |
| 4.4.1 经典鸽群优化算法介绍 |
| 4.4.2 改进自适应鸽群优化算法 |
| 4.5 基于改进自适应鸽群算法的卫星重构方案设计 |
| 4.6 仿真与分析 |
| 4.7 本章总结 |
| 第五章 面向超幅宽成像任务的卫星相对轨迹跟踪控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于相对偏心率/倾角矢量的相对运动预测模型 |
| 5.3 滚动优化控制器设计 |
| 5.3.1 控制性能指标函数的构建 |
| 5.3.2 二次规划优化模型 |
| 5.4 DQN强化学习算法 |
| 5.4.1 马尔可夫决策过程与贝尔曼方程 |
| 5.4.2 Q-learning算法 |
| 5.4.3 深度Q网络(DQN)算法 |
| 5.5 基于DQN优化的轨迹跟踪预测控制算法 |
| 5.5.1 DQN奖励函数设计 |
| 5.5.2 基于DQN优化的MPC轨迹跟踪控制器 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.7 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及学术论文情况 |
（5）面向任务的无人机编队飞行安全间隔管控技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要内容 |
| 1.3.1 关键问题 |
| 1.3.2 主要创新 |
| 1.4 本论文结构安排 |
| 第二章 无人机编队安全间隔管控研究基础 |
| 2.1 无人机编队概述 |
| 2.1.1 编队队形 |
| 2.1.2 参考点法 |
| 2.1.3 基本行为 |
| 2.2 无人机编队协同作业概念 |
| 2.2.1 任务流程 |
| 2.2.2 作业特点 |
| 2.2.3 限制因素 |
| 2.3 基于事件触发机制的安全间隔管控构架 |
| 2.3.1 触发机制 |
| 2.3.2 管控构架 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于模式识别的编队飞行不安全间隔判定方法 |
| 3.1 基于蒙特卡洛算法的冲突概率计算 |
| 3.1.1 概率型冲突判定模型 |
| 3.1.2 蒙特卡洛算法冲突判定原理 |
| 3.1.3 蒙特卡洛仿真设定 |
| 3.2 基于概率神经网络的冲突级别学习 |
| 3.2.1 模式识别基础理论 |
| 3.2.2 冲突等级识别流程 |
| 3.2.3 关键特征指标选取 |
| 3.2.4 概率神经网络不安全间隔识别器构建 |
| 3.3 编队内不安全间隔识别仿真算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于轨迹重规划的编队飞行安全间隔管控方法 |
| 4.1 问题模型 |
| 4.2 基于预瞄点自适应的调整路径规划 |
| 4.2.1 Dubins路径 |
| 4.2.2 预瞄点自适应 |
| 4.3 基于DIPR速度规划的安全间隔管控 |
| 4.3.1 CPTD速度规划方法 |
| 4.3.2 DIPR速度规划方法 |
| 4.4 实验分析 |
| 4.4.1 路径规划结果及分析 |
| 4.4.2 速度规划结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读期间取得的研究成果 |
（6）航天器电磁编队构型保持与重构的控制问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 相关项目研究进展 |
| 1.2.1 近距离航天器编队 |
| 1.2.2 航天器电磁编队 |
| 1.2.3 电磁对接/分离与库仑编队 |
| 1.3 相关技术研究进展 |
| 1.3.1 星间内力作用的相对运动建模 |
| 1.3.2 星间内力作用的相对平衡态与稳定性 |
| 1.3.3 不变流形理论 |
| 1.3.4 非线性鲁棒控制 |
| 1.3.5 航天器编队有限时间协同控制 |
| 1.4 研究思路与主要内容 |
| 1.4.1 基本研究思路 |
| 1.4.2 组织结构与主要内容 |
| 1.4.3 主要创新点 |
| 第二章 相关基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 符号说明 |
| 2.3 电磁编队与星间电磁力模型 |
| 2.3.1 电磁编队系统描述 |
| 2.3.2 星间电磁力模型 |
| 2.4 动力学系统理论 |
| 2.4.1 线性稳定性 |
| 2.4.2 不变子空间 |
| 2.4.3 不变流形 |
| 2.5 非线性规划理论 |
| 2.6 控制方法基础 |
| 2.6.1 图论 |
| 2.6.2 有限时间稳定性 |
| 2.6.3 非线性二次型最优控制 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 双星电磁编队相对平衡态构型重构优化控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相对轨道运动动力学模型 |
| 3.2.1 摄动分析 |
| 3.2.2 相对轨道运动动力学方程 |
| 3.3 相对平衡态及其磁矩配置 |
| 3.3.1 相对平衡态 |
| 3.3.2 相对平衡态磁矩配置 |
| 3.4 相对平衡态稳定性分析 |
| 3.4.1 径向相对平衡态稳定性分析 |
| 3.4.2 法向相对平衡态稳定性分析 |
| 3.5 相对平衡态不变流形 |
| 3.5.1 径向相对平衡态不变流形 |
| 3.5.2 法向相对平衡态不变流形 |
| 3.6 基于不变流形的相对平衡态构型重构优化控制 |
| 3.6.1 重构优化方法 |
| 3.6.2 数值仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 双星电磁编队构型保持鲁棒控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 编队构型保持策略 |
| 4.3 相对轨道动力学模型 |
| 4.3.1 电磁力计算与磁矩分配 |
| 4.3.2 相对轨道运动方程 |
| 4.4 ADRC编队构型保持器设计 |
| 4.4.1 前馈控制器设计 |
| 4.4.2 ADRC反馈控制器设计 |
| 4.4.3 数值仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 多星电磁编队有限时间轨道协同控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 航天器电磁编队轨道动力学模型 |
| 5.3 基于内-外环滑模控制的无向通信编队协同控制 |
| 5.3.1 编队系统滑模面设计 |
| 5.3.2 有限时间编队协同控制器设计及其稳定系分析 |
| 5.3.3 数值仿真 |
| 5.4 基于ESO的鲁棒自适应有向通信编队协同控制 |
| 5.4.1 ESO设计及其稳定性分析 |
| 5.4.2 鲁棒自适应编队协同控制器设计及其稳定性分析 |
| 5.4.3 数值仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 CRTBP下双星电磁编队姿轨耦合控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 CRTBP下双星电磁编队动力学建模 |
| 6.3 不考虑摄动影响的双星电磁编队姿轨耦合控制 |
| 6.3.1 全状态可测反馈控制器设计 |
| 6.3.2 部分状态可测输出反馈控制器设计 |
| 6.3.3 数值仿真 |
| 6.4 考虑摄动影响的双星电磁编队姿轨耦合控制 |
| 6.4.1 摄动分析 |
| 6.4.2 鲁棒控制器设计 |
| 6.4.3 数值仿真 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（7）基于仿射变换的多智能体系统分布式编队控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文的研究背景及意义 |
| 1.2 多智能体分布式协同控制进展 |
| 1.2.1 一致性控制概述 |
| 1.2.2 包含控制概述 |
| 1.2.3 编队控制概述 |
| 1.2.4 编队-包含控制概述 |
| 1.3 本文的研究内容、贡献及安排 |
| 1.3.1 研究内容和贡献 |
| 1.3.2 结构安排 |
| 第二章 预备知识 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 图论概述 |
| 2.3 仿射定位分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 领航-跟随网络下低阶积分器模型仿射编队机动控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 连续域一阶积分器模型的仿射编队机动控制 |
| 3.2.1 问题描述 |
| 3.2.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 3.2.3 仿真与分析 |
| 3.3 连续域二阶积分器模型的仿射编队机动控制 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 3.3.3 仿真与分析 |
| 3.4 离散域一阶积分器模型的仿射编队机动控制 |
| 3.4.1 问题描述 |
| 3.4.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 3.5 离散域二阶积分器模型的仿射编队机动控制 |
| 3.5.1 问题描述 |
| 3.5.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 3.5.3 仿真与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 领航-跟随网络下高阶积分器模型仿射编队机动控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高阶积分器模型的仿射编队机动控制 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 4.2.3 仿真与分析 |
| 4.3 带时延的高阶积分器模型的仿射编队机动控制 |
| 4.3.1 问题描述 |
| 4.3.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 4.3.3 仿真与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双层网络下欧拉-拉格朗日模型仿射编队机动控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 带速度约束的欧拉-拉格朗日模型的仿射编队机动控制 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 5.2.3 仿真与分析 |
| 5.3 带避碰的欧拉-拉格朗日模型的目标合围仿射编队机动控制 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 5.3.3 仿真与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 领航-跟随网络下异构线性模型仿射编队控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 异构线性模型的仿射编队控制 |
| 6.2.1 问题描述 |
| 6.2.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 6.2.3 仿真与分析 |
| 6.3 异构线性模型的自适应仿射编队控制 |
| 6.3.1 问题描述 |
| 6.3.2 控制律设计及稳定性分析 |
| 6.3.3 仿真与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读博士期间发表的学术论文及获奖情况 |
（8）状态约束下的航天器姿态控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 状态约束下的航天器姿态机动路径规划方法 |
| 1.2.2 基于势函数的航天器姿态控制方法 |
| 1.2.3 航天器编队姿态协同控制方法 |
| 1.2.4 相关研究中存在的问题 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 存在多约束区域的姿态机动路径规划方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天器姿态数学模型 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 姿态动力学 |
| 2.2.3 姿态运动学 |
| 2.2.4 姿态误差数学模型 |
| 2.3 基于A~*算法的姿态机动路径规划 |
| 2.3.1 A~*算法 |
| 2.3.2 MRPs姿态空间中的路径搜索算法 |
| 2.3.3 仿真分析 |
| 2.4 基于Gauss伪谱法的最优姿态控制 |
| 2.4.1 状态约束下的航天器重定向最优控制问题描述 |
| 2.4.2 航天器重定向最优控制 |
| 2.4.3 仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 存在单约束区域的姿态重定向控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 势函数设计 |
| 3.2.1 势函数描述 |
| 3.2.2 禁止姿态区域描述 |
| 3.2.3 排斥势函数存在条件 |
| 3.2.4 势函数 |
| 3.3 反步控制器设计 |
| 3.4 考虑执行机构饱和的反步控制器设计 |
| 3.5 基于干扰观测器的控制器设计 |
| 3.6 仿真分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 存在多约束区域的姿态重定向控制方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 姿态约束区域的种类和描述 |
| 4.3 势函数设计 |
| 4.4 反步控制器设计 |
| 4.5 非奇异自适应滑模姿态控制器设计 |
| 4.6 基扩张状态观测器的控制器设计 |
| 4.7 仿真分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 存在多约束区域的编队姿态协同控制方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 代数图论 |
| 5.3 非奇异自适应滑模协同重定向控制器设计 |
| 5.3.1 航天器编队势函数设计 |
| 5.3.2 自适应协同重定向控制器设计 |
| 5.3.3 仿真分析 |
| 5.4 自适应协同跟踪控制器设计 |
| 5.4.1 基于MRPs的Euler-Lagrange方程 |
| 5.4.2 航天器编队势函数设计 |
| 5.4.3 自适应协同跟踪控制器设计 |
| 5.4.4 仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）在轨服务临近飞行动力学与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 在轨服务任务需求 |
| 1.1.2 临近飞行概念及内涵 |
| 1.1.3 在轨服务临近飞行运动模式 |
| 1.1.4 本文的研究目的 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 自主在轨服务航天器发展现状 |
| 1.2.2 相对运动动力学模型 |
| 1.2.3 近距离相对运动制导与控制 |
| 1.3 论文研究内容和组织架构 |
| 第二章 临近飞行相对运动动力学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 临近飞行动力学建模及误差分析 |
| 2.2.1 坐标系定义及相对运动描述 |
| 2.2.2 球形地球引力差建模及分析 |
| 2.2.3 摄动力差建模及分析 |
| 2.2.4 临近飞行动力学模型 |
| 2.3 临近飞行动力学模型适用度准则 |
| 2.3.1 在轨服务临近飞行控制模型选取 |
| 2.3.2 模型选取的数值仿真及结果讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 连续推力临近飞行轨迹规划与控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 快速绕飞轨迹规划 |
| 3.2.1 快速绕飞解析制导律设计 |
| 3.2.2 绕飞周期分析 |
| 3.2.3 最小偏心率绕飞轨迹设计 |
| 3.2.4 空间圆快速绕飞轨迹设计 |
| 3.2.5 燃耗计算与可行性分析 |
| 3.3 期望位置转移轨迹规划与控制 |
| 3.3.1 人工势函数轨迹规划原理 |
| 3.3.2 改进的排斥和吸引势函数设计 |
| 3.3.3 滑模变结构轨迹跟踪控制 |
| 3.3.4 数值仿真 |
| 3.3.5 仿真结果分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 考虑太阳光压的临近飞行相对运动及控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 考虑太阳光压的临近飞行相对运动规律 |
| 4.2.1 圆参考轨道相对运动解析解 |
| 4.2.2 数值仿真验证 |
| 4.3 利用太阳光压辅助的相对运动控制 |
| 4.3.1 太阳光压辅助控制动力学模型 |
| 4.3.2 太阳光压辅助控制策略设计 |
| 4.3.3 数值仿真 |
| 4.3.4 仿真结果分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于双目视觉测量的非合作航天器特性识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数学描述 |
| 5.2.1 坐标系统 |
| 5.2.2 姿轨耦合动力学模型 |
| 5.2.3 双目视觉观测模型 |
| 5.3 基于自适应无迹卡尔曼滤波器的目标惯性参数识别 |
| 5.3.1 利用智能优化算法的初始状态确定 |
| 5.3.2 状态方程和观测方程 |
| 5.3.3 自适应无迹卡尔曼滤波器设计 |
| 5.4 数值仿真及结果分析 |
| 5.4.1 初始状态确定结果分析 |
| 5.4.2 相对运动状态与质量特性联合识别结果分析 |
| 5.4.3 滤波器鲁棒性分析 |
| 5.5 地面试验验证及结果分析 |
| 5.5.1 地面试验系统的总体方案 |
| 5.5.2 非合作目标表面特征点匹配及跟踪试验 |
| 5.5.3 相对运动状态估计及结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 失控翻滚航天器抓捕任务抵近机动策略与控制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 抵近机动策略分析与建模 |
| 6.2.1 目标特性分析与建模 |
| 6.2.2 控制策略分析与建模 |
| 6.2.3 远距离飞行阶段控制器设计 |
| 6.3 临近飞行段控制器设计 |
| 6.3.1 状态变量预测 |
| 6.3.2 优化指标及不等式约束建模 |
| 6.3.3 基于序列凸优化的控制器求解 |
| 6.4 数值仿真及结果分析 |
| 6.4.1 远距离飞行段运动控制 |
| 6.4.2 临近飞行段运动控制 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文主要工作总结 |
| 7.2 进一步工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）多航天器近距离协同操作安全控制与任务规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 单个航天器近距离操作发展概述 |
| 1.1.2 多个航天器近距离操作发展概述 |
| 1.1.3 综合评述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 近距离观测任务设计与分析 |
| 1.2.2 航天器近距离安全控制方法 |
| 1.2.3 基于群决策的协同规划方法 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 1.3.1 选题依据 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 航天器相对运动与安全防撞控制基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 相对运动模型 |
| 2.2.1 坐标系定义 |
| 2.2.2 相对运动方程 |
| 2.2.3 偏差传播模型 |
| 2.3 近距离防撞控制 |
| 2.3.1 碰撞预警 |
| 2.3.2 人工势函数控制 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 多航天器近距离多约束绕飞观测任务设计与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 近距离三维观测任务约束 |
| 3.2.1 空间几何约束 |
| 3.2.2 载荷性能约束 |
| 3.2.3 安全性能约束 |
| 3.3 近距离三维观测覆盖性分析模型 |
| 3.3.1 区域网格划分 |
| 3.3.2 网格统计方法 |
| 3.4 多航天器近距离三维详查观测任务设计 |
| 3.4.1 目标航天器简化模型 |
| 3.4.2 绕飞相对运动方程 |
| 3.4.3 仿真分析 |
| 3.5 考虑防撞安全控制的多航天器绕飞观测任务设计 |
| 3.5.1 观测任务安全计算模型 |
| 3.5.2 仿真分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 基于改进人工势函数的多航天器近距离安全控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于改进人工势函数的近距离安全控制 |
| 4.2.1 基于瞬时碰撞概率的人工势函数 |
| 4.2.2 考虑速度安全接近走廊的人工势函数 |
| 4.2.3 考虑加速度实现形式的人工势函数 |
| 4.3 多航天器近距离操作安全控制 |
| 4.3.1 实时动态防撞区模型 |
| 4.3.2 多航天器近距离动态防撞安全控制算法 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 基于群决策的多航天器近距离安全控制参数优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于群决策的安全机动影响参数层次分析 |
| 5.2.1 安全机动影响参数层次分析 |
| 5.2.2 基于群决策方法的层次分析 |
| 5.2.3 仿真分析 |
| 5.3 基于遗传算法的航天器安全机动控制律参数优化 |
| 5.3.1 安全机动控制律参数优化模型 |
| 5.3.2 基于遗传算法的控制律参数优化流程 |
| 5.3.3 仿真分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 多航天器近距离分层式协同操作任务规划 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 多航天器分层式协同操作任务规划体系 |
| 6.3 分层式多航天器观测任务协同规划 |
| 6.3.1 多航天器观测任务优化模型 |
| 6.3.2 观测任务协同规划流程 |
| 6.4 仿真分析 |
| 6.5 小结 |
| 结束语 |
| 论文的主要研究成果 |
| 进一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、卫星进入和离开编队机动轨迹规划及控制（论文参考文献）
- [1]遥感卫星自主轨道机动与姿轨耦合系统控制研究[D]. 王国刚. 长春工业大学, 2021(01)
- [2]基于准非奇异相对轨道根数理论的卫星集群飞行技术研究[D]. 刘鹏飞. 国防科技大学, 2020(01)
- [3]微纳卫星相对轨道机动控制技术研究[D]. 孙书剑. 浙江大学, 2020(01)
- [4]面向超幅宽成像任务的航天器编队构型设计与控制技术[D]. 黄宇. 南京航空航天大学, 2020
- [5]面向任务的无人机编队飞行安全间隔管控技术研究[D]. 钱晓鹏. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [6]航天器电磁编队构型保持与重构的控制问题研究[D]. 戚大伟. 国防科技大学, 2019(01)
- [7]基于仿射变换的多智能体系统分布式编队控制技术研究[D]. 徐扬. 厦门大学, 2019(08)
- [8]状态约束下的航天器姿态控制方法研究[D]. 成雨. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]在轨服务临近飞行动力学与控制研究[D]. 王训. 国防科技大学, 2019(01)
- [10]多航天器近距离协同操作安全控制与任务规划研究[D]. 许丹丹. 国防科技大学, 2018