基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法技术

本发明专利技术公开了基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法。包括：飞行器利用网状捕获载荷捕获失稳目标形成系绳连接；根据目标形状将网状捕获载荷与目标的接触等效为多个系绳连接点；飞行器对目标进行主动绕飞，根据目标姿态运动及系绳伸展方向判断目标上的主系绳连接点，根据主系绳连接点计算所需期望张力，利用系绳张力控制机构输出所需张力，实现对目标的消旋控制，判断连续消旋结束时间阈值T时间内目标角速度ωt是否小于等于ωdown，若满足则绕飞消旋控制结束，若不满足则维持。本发明专利技术解决了飞行器利用网状捕获载荷沿自旋轴方向捕获失稳目标后，利用多系绳连接点对失稳目标的消旋控制难题，为利用网状捕获载荷拖曳移除空间碎片提供了先决条件。

Flight control method for spatial instability target based on multi tether connection point

The present invention discloses a method for controlling the rotation of a spatially unstable target based on a multi tether connection point. Including: aircraft using mesh capture payload capture instability of target formation tied; according to the target shape of the contact load and equivalent mesh capture target for a plurality of tether connection point on the target vehicle; active fly around, according to the target motion and tether deployment on the target main tether to determine the direction of the connection point, according to the calculation of the main points of the tether the connection required desired tension, using tether tension control mechanism of the desired output tension, to achieve the goal of despun control, determine the target time threshold of T continuous racemization over time angular velocity is less than t in Omega down, to meet the end of flying around the control of racemization, if not to meet the maintenance. The invention solves the problem of controlling the instability of the unstable target by using the multi tether connection point after capturing the unstable target in the spin axis direction by the netted capturing load, and provides a prerequisite for the removal of the space debris by using the netted capture load.

【技术实现步骤摘要】
基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法
本专利技术涉及基于系绳连接的柔性组合体控制
，尤其是涉及一种基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法。
技术介绍
空间中存在大量由于发生故障或离轨失败导致废弃的卫星、火箭末子级等大型空间碎片，占用了宝贵的轨道资源，威胁正常在轨卫星的安全运行，因此需要对其进行有效地移除。大型空间碎片一般绕其最大惯量轴高速自旋且伴随章动。为提高拖曳移除过程安全，需对大型空间碎片进行消旋控制。飞行器利用网状捕获载荷捕获后碎片后，它们之间仅有系绳连接，碎片本身不具备控制能力，故仅能由飞行器通过系绳对目标进行消旋。系绳只能产生拉力，故仅能产生垂直系绳方向的力矩，只能对垂直系绳方向的角速度进行阻尼。目前网状捕获载荷采用沿自旋轴方向捕获目标，此时目标自旋角速度主要沿系绳方向，故利用系绳实现对目标的消旋是个难题，其不仅要控制系绳张力大小，还要改变系绳张力方向；同时在消旋过程中，需考虑碎片与网状捕获载荷接触过程的主着力点随目标姿态的动态变化。目前没有发现与本专利技术类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内类似的资料。
技术实现思路
为解决飞行器利用网状捕获本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法，其特征在于，包括：步骤1，飞行器利用网状捕获载荷捕获目标，并形成系绳连接；步骤2，根据目标形状，将网状捕获载荷与目标的接触等效为多个系绳连接点；步骤3，绕飞消旋控制，包括：飞行器对目标进行主动绕飞以改变系绳张力作用方向，同时根据目标姿态运动及系绳伸展方向判断目标上的主系绳连接点，根据主系绳连接点计算所需期望张力，并利用系绳张力控制机构输出所需张力，实现对目标的消旋控制，同时判断连续消旋结束时间阈值T时间内目标角速度ωt是否满足小于等于ωdown，若满足则绕飞消旋控制结束，若不满足则维持绕飞消旋控制。

【技术特征摘要】
1.基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法，其特征在于，包括：步骤1，飞行器利用网状捕获载荷捕获目标，并形成系绳连接；步骤2，根据目标形状，将网状捕获载荷与目标的接触等效为多个系绳连接点；步骤3，绕飞消旋控制，包括：飞行器对目标进行主动绕飞以改变系绳张力作用方向，同时根据目标姿态运动及系绳伸展方向判断目标上的主系绳连接点，根据主系绳连接点计算所需期望张力，并利用系绳张力控制机构输出所需张力，实现对目标的消旋控制，同时判断连续消旋结束时间阈值T时间内目标角速度ωt是否满足小于等于ωdown，若满足则绕飞消旋控制结束，若不满足则维持绕飞消旋控制。2.如权利要求1所述的基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：将目标形状近似为规则几何体或多个规则几何体的拼接，将近似后的规则几何体或多个几何体拼接后的顶点等效为系绳连接点。3.如权利要求1所述的基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法，其特征在于，步骤3包括：步骤3.1，主动绕飞控制；步骤3.2，系绳张力控制。4.如权利要求3所述的基于多系绳连接点对空间失稳目标的绕飞消旋控制方法，其特征在于，步骤3.1包括：绕飞姿态控制：采用星敏、陀螺组合定姿方式获得飞行器滚动轴姿态，利用激光成像雷达获得飞行器对目标的高低角和方位角；基于姿态测量结果获得当前姿态与期望姿态对目标指向的偏差，设计姿态控制律获得喷气时间指令，由飞行器的推力器输出；绕飞轨道控制：由激光成像雷达测量飞行器与目标的相对位置；采用编队向量方式规划绕飞期望路径，由此获得当前位置与绕飞期望规划路径的偏差，并设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆展，郑鹏飞，葛卫平，宋斌，肖余之，康志宇，靳永强，刘鲁江，袁秋凡，闫海江，范庆玲，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31