[發明專利]一種航天器非質心相對運動建模方法

在審

• 申請號: 201710632855.X
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107290964A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 朱戰霞;劉紅慶;樊瑞山;袁建平
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 強宏超

技術領域

本發明涉及航天器相對運動技術領域，涉及一種航天器非質心相對運動建模方法。

背景技術

航天器相對運動建模與控制是進行空間接近、交會對接、模塊更換、抓捕操作的基礎，已有的建模方法主要集中在以質心為參考點的相對運動建模方面，包括基于矢量代數描述的建模方法和基于螺旋對偶數描述的建模方法。

基于矢量代數方法進行空間相對運動的建模，一般是將位置矢量描述的軌道動力學模型和方向余弦(或者四元數或者羅德里格斯參數)描述的姿態動力學模型聯合起來，其本質還是對轉動和平移分開建模，不利于進行姿軌耦合分析和控制。基于螺旋對偶數描述建立的航天器相對運動姿軌耦合動力學模型，可將軌道和姿態運動用統一形式表述，便于姿軌耦合分析和控制器設計。

已有建模方法中，對于運動的描述均采用剛體或航天器質心作為運動參考點，而在諸如在軌維修、在軌裝配、廢棄維修回收等操作任務過程中，往往需要考慮的是位于航天器表面上(非質心)的裝置之間的相對運動，質心模型使得任務操作過程中還需要針對表面上的操作點額外進行運動規劃，降低了任務完成效率。因此，有必要針對非質心點建立相對運動模型。

參考文獻

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發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提出了一種航天器非質心相對運動建模方法，避免額外運動規劃，提高任務完成效率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種航天器非質心相對運動建模方法，首先通過引入合理的轉換算子，建立航天器關于非質心點的絕對速度旋量；之后建立兩航天器非質心點之間的相對速度旋量；最后推導得到航天器非質心點相對運動動力學模型。

進一步，具體包括以下步驟：

步驟一、建立航天器非質心點的絕對速度旋量