电动力绳系是一种创新空间推进技术,在轨道机动、航天器防护、废弃卫星离轨等方面具有广阔的应用前景。通过空间导电系绳与地磁场的作用产生无需燃料的推进力。电动力绳系统的研究则包括绳系卫星动力学,空间环境干扰,动力学稳定性和控制,电子收集/释放设备,星上载荷和等离子体环境等。其研究重点是系绳动力学稳定性和控制:稳定性控制系统的研发和电动力绳离轨设备的多目标优化设计。如果不对绳系系统释放过程进行控制,可能会导致系绳所受拉力超过自身的强度极限而断裂,使得空间任务无法完成。本文重点研究了空间绳系系统在真实应用场景下的展开释放过程,着重分析了其动力学稳定性以及相应的控制问题。论文主要内容如下:1)针对电动力绳系统释放过程的动力学稳定性和控制问题,分析研究其在连续作用力控制下释放过程的动力学问题及理论知识,结合离散控制与连续控制的本质,分析找出两种控制方法在绳系展开过程中的联系。2)针对空间绳系卫星连续作用力控制下释放过程无超调释放和正向速度约束问题,通过理论分析,设计一种基于反馈线性化和反步法的理想释放轨迹。通过采用合适的控制器连续控制系绳跟踪理想轨迹,并通过仿真进行了验证。3)提出一种基于输入受限的离散控制算法。通过对两体绳系系统释放过程动力学模型分析研究,建立基于离散控制方法的动力学模型。运用该算法进行了理想释放轨迹跟踪仿真实验。离散控制方法可以实现绳系无超调释放,并保持释放速度始终非负,验证了输入受限离散控制方法在空间绳系卫星释放过程中的有效性。4)研究设计了一种电动力绳系卫星的释放分离机构,搭建了三自由度小卫星地面仿真平台,并针对该平台软硬件设计及相关技术进行了分析研究,包括三自由度模拟器的多个子系统以及红外导航系统。