可實現定點停泊與軌跡逼近的航天器交會控制

侯云憶

(哈爾濱工業大學航天學院，哈爾濱 150001)

景前峰

(上海宇航系統工程研究所，上海 201108)

馬廣富

(哈爾濱工業大學航天學院，哈爾濱 150001)

在載人飛船、大型空間站、空間操作、在軌維護等空間任務中，往往需要進行軌道交會，軌道交會過程可能涉及到在某點停泊、逼近等任務.由于進行交會的飛行器其近程導航設備的安裝角度與測量范圍，以及對接飛行器對接口的位置與對接的特殊要求，往往對停泊點的位置、逼近的軌跡、交會過程的視線角提出特殊的要求.針對這些要求，目前發展出不同的軌道交會方法，如:Vbar逼近、Rbar逼近［1］、視線制導［2］、滑移制導［3］等，但這些方法的使用范圍均有一定的局限性，其精度、通用性有其不足之處.如Vbar逼近是沿速度方向逼近，Rbar逼近是沿徑向逼近，滑移制導可以實現沿斜線逼近，這3種方法均未實現閉環反饋控制，且逼近軌跡較為單一，容易受到初值誤差與干擾的影響，精度難以提高，視線制導雖實現了閉環反饋控制，有較高精度，但其逼近軌跡比較單一，難以實現復雜軌跡的逼近.本文設計了一種可以跟蹤目標狀態的交會控制方法，對目標狀態的運動可以進行隨意設定，對狀態的跟蹤具有精度高、停泊與逼近方式靈活等特點，從而具備在設定點停泊，沿設計軌跡逼近目標的功能，并通過仿真對此算法進行了驗證.

1 相對運動動力學建模

1.1 坐標系定義

航天器軌道坐標系原點在飛行器的質心，軸z沿軌道矢徑負方向，軸x在……