The invention relates to an underactuated control method of space flexible system, establishes the dynamic equation of the space flexible system, calculates the sliding mode parameter sigma, calculates the control amount u needed for the vibration suppression of the flexible tether, and the input tether control amount u to complete the vibration suppression of the flexible tether. The core of the control method is to establish the hierarchical sliding mode parameters, so that the sliding mode parameters can completely cover the controllable part state variables and the uncontrollable part state variables. The beneficial effect is: reducing the fuel consumption of the thruster of the platform satellite and the release satellite; through the two stage sliding mode controller, the top sliding mode parameters of the space flexible system can quickly reach the designed sliding surface, so that the flexible tether can restrain the swing of the inner / outer corner of its orbit while reaching the desired length.
【技术实现步骤摘要】
一种空间柔性系统的欠驱动控制方法
本专利技术属于航天器控制技术研究领域,涉及一种空间柔性系统的欠驱动控制方法,具体涉及一种针对空间柔性欠驱动系统的欠驱动控制方法。
技术介绍
空间柔性操控系统是由平台卫星(航天飞机、空间站或其他卫星等)、柔性连接系绳和释放子卫星(或轨道抓捕器等)共同构成的。空间柔性操控系统由于其灵活高、抓捕安全、造价低成本等优势,逐渐应用到卫星轨道转移、卫星编队对地观测等在轨应用。由于相较于柔性连接系绳的长度,平台卫星和释放子卫星尺寸颗忽略不计,所以通常将其视为质点。由于系统绕地球轨道运行所产生的科氏力,柔性连接系绳会出现自然摆动。如何控制系绳摆动,是空间柔性系统控制方法的关键。例如,申请号为CN201410181680.1的中国专利提出了一种空间绳系系统跟踪最有轨迹的协调控制方法,通过系绳拉力和平台卫星推力器共同实现柔性连接系绳的稳定;申请号为CN201710268861.1的中国专利技术专利,提出了一种空间绳系系统在保持段的系绳面内面外角稳定控制方法,同样是系绳拉力和平台卫星以及释放子卫星推力器,完成对系绳摆动的控制。但是在实际任务中,由于平台卫星和释放子卫星推力器燃料有限,在完成自身轨道控制的基础上,无法一直工作配合系绳拉力完成柔性系绳的摆动抑制控制。如何只利用系绳拉力完成柔性连接系绳的摆动抑制控制是本专利技术重点。轨道运动产生的科氏力对系绳运动影响较大,其最显著影响就是系绳的轨道面内面外角摆动,尤其是在系绳释放和回收两个阶段。传统控制方法都是利用系绳拉力配合平台卫星或释放子卫星的推力器完成系绳的稳定控制。但是由于燃料有限,且系绳两端 ...
【技术保护点】
1.一种空间柔性系统的欠驱动控制方法,其特征在于步骤如下:步骤1、建立空间柔性系统的动力学方程:
【技术特征摘要】
1.一种空间柔性系统的欠驱动控制方法,其特征在于步骤如下:步骤1、建立空间柔性系统的动力学方程:其中,α,和分别表示柔性系绳摆动的轨道面内角、角速度和角加速度;β,和分别表示柔性系绳摆动的轨道面外角、角速度和角加速度;l,和分别表示柔性系绳的长度、释放/回收速度和加速度;T表示系绳控制张力;m*和均表示质量系数,其具体表示为和其中m1,m2和mt分别为平台卫星、释放卫星和柔性系绳质...
【专利技术属性】
技术研发人员:张帆,黄攀峰,孟中杰,刘正雄,张夷斋,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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