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本文以未来航天器在轨安全防御为背景,基于微分对策理论,对航天器轨道追逃问题进行研究,建立了航天器追逃微分对策模型,提出了追逃界栅解析构造方法,发展了追逃对策鞍点求解方法,设计了追踪航天器在不完全信息下追逃博弈的最优控制律。论文的主要研究成果如下:提出了航天器追逃界栅解析构造方法及捕获逃逸区域分析方法。1)通过将追逃两航天器的控制量在剩余捕获时间?(28)0附近进行泰勒级数展开,并取其前二阶项,推导了追逃界栅的解析求解公式;2)基于界栅的解析求解公式,通过求解一个最小相对距离对策问题,给出了航天器追逃博弈捕获逃逸区域的分析方法;3)分析了追逃博弈界栅的特性,结果表明界栅关于x轴是反对称的。研究了航天器追逃微分对策鞍点求解方法,分析了追逃博弈特性。1)基于线性二次型二人零和微分对策理论,给出了航天器追逃固定逗留期和无限时域微分对策鞍点的求解方法,分别将鞍点求解转化为求解矩阵黎卡提微分方程和代数黎卡提方程;2)针对航天器追逃生存型微分对策问题,通过推导鞍点必要条件,证明了追逃双方的最优控制律相同,并将对策鞍点求解转化为求解一个四维非线性方程组,提出了差分进化算法和牛顿迭代法相结合的求解方法;3)通过仿真算例分析三种不同模型下航天器追逃博弈规律,结果表明追逃两航天器在轨道面内的对抗博弈表现得较为激烈,而在轨道面外的对抗博弈则趋于缓和。设计了追踪航天器在不完全信息下追逃博弈的最优控制律。1)分析了不完全信息对追逃博弈和追踪航天器在对抗中收益的影响;2)从追踪航天器的角度,提出了基于UKF的不完全信息在线估计与最优控制律设计方法;3)仿真分析结果表明,提出的方法能够显著降低追踪航天器在博弈中因信息不完全带来的收益损失。论文基于微分对策理论建立的航天器轨道追逃模型和最优控制策略求解方法,有效拓展了航天器轨道追逃问题的分析求解方法体系,具有一定的理论意义。同时,论文对航天器轨道追逃特性的分析可为未来我国航天器在轨安全运行和执行对抗任务提供参考,具有一定的工程实践意义。