【摘 要】
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交会对接技术是用于人类实现空间站的装配、太空平台的维修和补给的一项关键性技术,同时也可以用于航天员的交换及营救等高级空间服务。本文基于某实际项目“XX控制与仿真”,根
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交会对接技术是用于人类实现空间站的装配、太空平台的维修和补给的一项关键性技术,同时也可以用于航天员的交换及营救等高级空间服务。本文基于某实际项目“XX控制与仿真”,根据近距离交会对接的任务,设计接近策略,重点研究了近距离交会过程中的姿态控制和交会位置控制技术。设计滤波器,提高控制系统的控制性能,并对整个系统进行基于LabVIEW RT的半实物仿真方法。本文所取得的主要研究成果如下:首先,比较了喷气控制、喷气/飞轮协同控制和大小推力联合控制三种控制算法,并选取大小推力联合控制方法作为交会位置X通道的控制方法,通过仿真验证此种方法的优越性,并确定其他通道的控制策略。在确定各个通道的控制策略的同时设计了交会接近走廊,减少了喷气次数,延长了推力器的工作寿命,并提出了改进的大小推力联合控制器,改善了X通道的控制效果;由于姿态方程的强耦合性,本文将姿态方程进行了广义反馈线性化,并设计了基于参考模型的滑模变结构控制算法,利用PWPF技术将连续的控制量变换成可以使推力器工作的脉冲量,并进行了仿真验证,取得了较好的控制效果;其次,由于在实际的系统当中存在大量噪声,为了得到较精确的测量值,本文针对交会对接过程设计了姿态滤波器和位置滤波器,并对滤波器的稳定性进行了验证,同时进行了数字仿真;最后,基于交会对接半物理仿真的软硬件设施,对交会对接过程的仿真流程进行了阐述,最终验证控制算法以及滤波算法的正确性以及这种半物理仿真方法的可行性。
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