空間交會相對狀態測定與控制

闡述航天器交會對接最終逼近段相對狀態測定與控制算法.測定算法適用于計算機視覺系統,根據標志點構型幾何特征,建立非線性測距方程組并構造加權目標函數.對非共面標志點構型(如3點T型與5點錐型)和共面標志點構型(如正方形、矩形、菱形),目標函數均含標志點間距比率關系項;對共面構型,目標函數還包含共面條件項.按最小二乘法,采用Gauss-Newton數值迭代法求解測距最佳值;對共面標志點四邊形構型,利用對角線交點的虛影像坐標確定測距求解迭代初值.獲得測距后即可應用四元數估算法確定相對姿態與相對位置.對相對姿態控制算法,給出相對姿態運動學與動力學方程,討論相平面法與四元數反饋法的控制設計方法.相平面控制法應用常值推力,針對小姿態角機動的特點,將相對姿態通道解耦為三個獨立的二階子系統,設計相平面推力方向切換函數;四元數反饋法應用本征軸旋轉的線性二階系統瞬態響應特性,選擇相對四元數與相對角速率反饋增益系數,確定控制力矩.對相對位置控制算法,將實際位移對標稱位移之差作為控制變量,闡述所需速度增量最小的雙沖量機動.大量模擬計算結果表明相對狀態測定與控制算法是有效的.

作 者： 朱仁璋 ZHU Renzhang   作者單位： 北京航空航天大學,北京,100083  刊 名： 航天器工程  ISTIC 英文刊名： SPACECRAFT ENGINEERING  年，卷(期)： 2008 17(3)  分類號： V529  關鍵詞： 航天器交會   計算機視覺系統   姿態控制   位置控制   spacecraft rendezvous   computer vision system   attitude control   position control  

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