航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法技术

技术编号:43285816 阅读:46 留言:0更新日期:2024-11-12 16:07
本发明专利技术提供了一种航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,属于航天器姿轨一体化动力学建模技术领域,本发明专利技术采用近似线性化的方法建立了一种航天器电磁对接与分离动力学姿轨一体线性化动力学模型,厘清了航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学建模中电磁力、电磁力矩与航天器相对运动之间的耦合作用机理,降低了常规非线性耦合模型的复杂性,并通过将未知质量特性参数分离至综合干扰,实现了无需参数辨识的目的,为高效控制方法的设计奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天器姿轨一体化动力学建模,具体涉及一种航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法


技术介绍

1、通过模块化设计的小型航天器在轨组装/重组完成超大型航天器在轨建造过程中,常需要航天器进行多次机动来实现相关任务。尤其对于安装有光学精密仪器的航天器而言,传统推力器会产生羽流污染、对接冲击、热排放等问题,对航天器在轨组装带来重大挑战。航天器电磁对接与分离技术中采用的电磁力是一种非接触场力,有连续、可逆及同步可控的优势,是支持其实施无羽流污染、无燃料消耗及多次可逆机动在轨组装任务的前提。对于延长航天器在轨服务寿命、拓展航天器功能、提升航天器在轨组装/重组效率有着积极的推动作用。

2、由于电磁力、电磁力矩与追踪航天器和目标航天器相对距离的多次幂成反比,且与两航天器的相对运动距离及各自姿态密切相关,因此航天器电磁对接与分离姿轨一体化模型不仅面临常规姿轨一体化模型的非线性与耦合问题,还存在电磁力/力矩带来的强非线性与耦合问题,整体呈现出强非线性与多重耦合共存的特征。此外,航天器电磁对接与分离系统还面临地磁场、外界干扰、椭圆轨道偏心率、质本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,所述设定未知的追踪航天器与已知的目标航天器中通电线圈配置及通电线圈磁矩矢量,具体包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,所述建立地磁场干扰力/力矩矩阵形式表达式因通电线圈质心与追踪航天器和目标航天器质心不重合引起的干扰力矩矩阵形式表达式,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方...

【技术特征摘要】

1.一种航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,所述设定未知的追踪航天器与已知的目标航天器中通电线圈配置及通电线圈磁矩矢量,具体包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,所述建立地磁场干扰力/力矩矩阵形式表达式因通电线圈质心与追踪航天器和目标航天器质心不重合引起的干扰力矩矩阵形式表达式,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,还包括将电磁力/力矩矩阵形式表达式转化为电磁力/力矩的向量表达式,具体如下:

5.根据权利要求4所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建模方法,其特征在于,所述因通电线圈质心与追踪航天器和目标航天器质心不重合引起的干扰力矩矩阵形式表达式为:

6.根据权利要求5所述的航天器电磁对接与分离姿轨一体化动力学模型建...

【专利技术属性】
技术研发人员:石珂珂刘星辰支怡宁刘瑞霞
申请(专利权)人:西安科技大学
类型:发明
国别省市:

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