导读:本文包含了卫星编队保持论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:编队保持,人工势场,稳定性分析,小推力卫星
卫星编队保持论文文献综述
杨盛庆,叶文郁,何煜斌,万亚斌[1]（2019）在《基于势场法的卫星编队保持及其稳定性分析》一文中研究指出本文研究了基于人工势场法的卫星编队保持的控制方法。由于多体问题无法求其解析解,转而考虑领导-跟随结构的限制性多体问题。其惯性坐标系下的平衡结构对应了无穷多的坐标组合,使得误差动力学系统的平衡点处的雅可比矩阵无法求解。提出了一类由惯性坐标系到特殊参考坐标系的坐标变换,使对误差动力学系统的稳定性分析只取决于编队的构型。通过对参考坐标系下误差动力学系统的约化及其平衡点处雅克比矩阵的特征值的求解,证明了此类控制方法的稳定性。(本文来源于《系统仿真学报》期刊2019年02期）
崔文豪[2]（2019）在《J2摄动下的卫星编队队形重构与队形保持方法研究》一文中研究指出随着空间技术的迅猛发展,小卫星编队凭借着技术先进和应用前景广阔的优势,快速发展成为一种全新的空间飞行器在轨运行模式。同样的,卫星编队对当前的空间技术提出了更高的要求,在动力学建模、队形重构、队形保持等方面还有许多丞待解决的难题。本文针对J_2摄动下低地球轨道卫星编队的动力学建模、编队重构和队形保持等方面进行了深入的研究和探讨。课题的研究内容主要有以下几个方面:首先,在参考轨道坐标系下,多星编队问题被分解成单颗参考星和一颗环绕星的二体运动,从动力学角度对二体运动进行分析,建立了一般情况下较为精确的非线性动力学方程;将J_2摄动纳入外界扰动项,代入非线性动力学方程进行推导以及线性化,得到较为精确的线性化的相对动力学模型,为后续卫星编队队形重构和队形保持方面的研究打下理论和模型基础。依据对卫星编队二体运动的动力学分析,设计了卫星编队的空间队形。分析卫星编队在空间圆参考轨道上的相对运动特性,介绍了几种常见的编队飞行方式,对每种编队飞行构型的特点以及构型条件进行了详细的分析,并绘制了对应的编队飞行图形,为后续编队重构和编队保持提供了队形基础。其次,在前文中建立的J_2摄动下线性化的卫星编队相对运动动力学方程的基础下,对卫星编队队形重构问题进行描述。通过利用极小值理论,引入哈密顿函数和协态变量,将燃料最优问题转化为两点边值问题。利用多重打靶法对两点边值问题进行求解,为获得较为准确的初值,结合改进的鸽群进化算法获得协态变量初值。利用多重打靶法结合改进鸽群进化算法,对J_2摄动下的卫星编队队形重构问题转化成的两点边值问题。同时,将粒子群算法应用于编队重构中,并与联合算法得到的控制策略进行了比较,验证了联合算法的有效性和优越性。之后,对重构后的卫星编队进行队形保持,基于LQR理论和滑模控制理论设计了两种控制器对队形进行控制保持。不同之处在于LQR控制器只能将编队中的卫星保持在空间构型中的固定相对位置,即静态保持;而滑模控制器不仅仅能静态保持,还能使卫星在构型中保持在变化的理想位置,即动态保持。通过数值仿真对两种编队队形控制策略进行了比较验证,分析了两种控制方法的优缺点以及各自适用情况。最后,基于VC++设计搭建了仿真系统软件进行场景仿真。分别设计场景对卫星的编队重构和保持进行仿真,对本文设计的联合算法和滑模控制在动态队形保持方面的有效性进行验证。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2019-01-07）
杨博,田苗,魏延明[3]（2018）在《皮纳卫星编队保持动力学分析》一文中研究指出针对皮纳卫星在编队飞行中的控制精度要求已提高到微米甚至纳米级,文章研究了小推力作用下高精度的皮纳卫星编队构型保持问题,在考虑摄动影响下,推导维持编队构型需要的控制力与编队距离、编队空间方位等参数之间的关系,为皮纳卫星编队构型的设计提供理论指导;同时基于bang-bang控制理论,使用有限状态机设计了一种高精度的编队控制律。仿真表明,提出的控制方法不但可以使系统快速收敛,同时还能使皮纳卫星编队的星间控制精度达到1μm,与滑模控制律相比较,精度提高近103倍。(本文来源于《中国空间科学技术》期刊2018年01期）
王立娜[4]（2017）在《月球卫星编队构型保持控制方法研究》一文中研究指出现在的卫星编队技术因其独特的优势能够得以迅速发展,随着人类航空航天技术的迅猛发展,将卫星编队技术应用到太空环绕其他天体运行的卫星任务中是非常值得研究的一项内容。本文以月球空间环境为背景,在考虑月球卫星空间运行的特性的条件下,对卫星编队构型的保持控制问题进行了研究,主要进行的工作有:首先,推导了在卫星编队构型保持控制器的设计中会用到的动力学模型,包括较为精确的非线性动力学模型、适用于主星轨道为圆参考轨道的精确的非线性动力学模型、经过线性化的适用于圆参考轨道的C-W方程以及适用于椭圆参考轨道的Lawden方程、基于真近点角的动力学模型。之后对于月球的空间环境进行了分析,给出了所需要考虑的摄动以及摄动对主星和从星之间的相对运动产生的影响,并对动力学模型在线性化的过程中产生的线性化误差进行了分析和验证。考虑到扰动的复杂性采用具有鲁棒性的滑模变结构控制方法对编队构型的保持控制问题进行了设计,分别对圆参考轨道和参考轨道为椭圆轨道时的编队构型控制问题进行了研究和仿真验证,之后针对在缺少主星时变的轨道信息时,通过将时变部分看作扰动,设计控制器,并通过仿真验证了该控制器的作用效果。分别针对存在不确定扰动的圆参考轨道的编队动力学模型和同时存在不确定摄动和时变参数扰动的椭圆参考轨道条件下的编队动力学模型设计了自适应控制律,控制律中模型的不确定项变化依赖于主从星之间实时的相对状态误差,同时能够估计出一定精度相对摄动加速度的误差范围,仿真验证该控制律的性能。最后针对以椭圆轨道为参考轨道的情况,基于真近点角域下的动力学模型,分别采用滑模控制方法和反步法对编队构型保持问题进行了研究,并通过仿真验证了基于真近点角域的动力学模型进行控制器设计的可行性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
高凯[5]（2017）在《编队卫星虚拟天线构型保持方法研究》一文中研究指出随着小卫星技术的进步,微小卫星编队飞行的相关控制技术得到越来越多的研究,编队卫星具有造价低、性能好、鲁棒性高等优点。特别是在编队卫星构成虚拟天线的飞行任务中,需要通过调节微小卫星的姿态和它们之间的相对构型来实现虚拟天线的功能。微小卫星编队的协同控制问题是比较前沿问题,可以抽象为多智能体之间的协同控制。针对编队卫星虚拟天线构型保持这项具体的航天任务,研究了不同的微小卫星分布式协同控制算法,主要内容包括:含有通信时滞的编队卫星虚拟天线的姿态同步控制算法、编队卫星虚拟天线构型的旋转运动模式研究、基于多领航者的编队卫星虚拟天线构型的协同控制。本文首先介绍了编队卫星飞行的研究背景和现状,运动模型以及虚拟天线的概念,然后对课题研究所需的数学与控制理论基础进行简要介绍,包括代数图论、矩阵理论、坐标变换、系统稳定性理论的相关知识等。其次,基于多智能体协同控制理论提出了叁种不同情况下的姿态控制算法:含有通信时滞的编队卫星虚拟天线的姿态同步控制算法,针对二阶积分系统设计了相应的控制算法,并且证明了系统在时滞有界的情况下能够达到收敛一致,利用系统的拉普拉斯变换在频域证明了系统的稳定性,同时求出了最大时滞;编队卫星虚拟天线构型的旋转运动模式研究,设计了一种叁维坐标系统内的控制律,能够使任意初始位置的编队卫星收敛到指定的平面做复合旋转运动,使用了坐标变换来设计并分析系统;基于多领航者的编队卫星虚拟天线构型的协同控制,设计了一种非线性控制律,能够使跟随者卫星收敛到多领航者所形成的凸包内,并且在受到扰动时系统能够保持稳定。本文研究的叁种控制算法,均证明了所控制系统的收敛稳定性,并且分别进行了数值仿真,以验证文中提出的分布式协同控制算法的有效性。(本文来源于《电子科技大学》期刊2017-03-01）
刘萌萌[6]（2016）在《卫星编队分布式协同跟踪与构型保持控制》一文中研究指出随着航天技术的发展,卫星的有效载荷不断增加,因此卫星的体积和成本也随之增高。通过多颗微小型卫星形成编队的协同工作,可完成很多单颗大型卫星可以完成甚至很难完成的任务。卫星编队可降低对卫星进行研制和维护的成本,提高系统可靠性。多星高精度协同编队控制已成为当前研究的热点,本文将在总结现有研究成果的基础上,基于有向通讯拓扑和Lyapunov理论,考虑外界干扰与模型不确定性,针对领航星状态部分可知并且运动状态为动态的情形,对卫星编队的相对轨道分布式协同跟踪及构型保持控制方法进行深入研究,主要内容如下:为了提高卫星编队的相对轨道控制的收敛速度与鲁棒性等性能要求,针对建立的跟随星与领航星的相对轨道动力学模型,设计叁种分布式协同跟踪与构型保持控制算法:1)基于非奇异快速终端滑模,设计一种分布式有限时间跟踪与构型保持控制算法,在实现控制不发生奇异的同时,提高收敛速度并增强系统的鲁棒性。2)为了有效削弱滑模控制引起的抖振问题,基于相同的滑模控制参数,通过引入中间变量,设计一种具有削弱抖振特性的分布式渐近跟踪与构型保持控制算法,使符号函数包含在控制律导数项中,通过积分运算得出的控制量可降低抖振频率,起到削弱抖振作用。3)为了进一步提高上一算法的收敛速度,通过引入有限时间高阶滑模面,提出一种具有削弱抖振特性的分布式有限时间跟踪与构型保持控制算法;进一步地,针对具有干扰上界信息未知等约束,设计一种自适应估计律进行估计与补偿,在实现削弱抖振的同时,收敛速度显着提高。在跟随星对领航星的动态跟踪过程中,考虑通讯时延对协同跟踪控制性能的影响,提出两种含通讯时延的协同跟踪与构型保持控制算法:1)为了对模型不确定性以及外界干扰进行实时估计,通过神经网络进行非线性逼近,逼近残差上界通过设计自适应估计律进行补偿,提出一种基于神经网络的控制算法,分别针对领航星为动态、静态以及具有常值速度等叁种情形进行跟踪性能的分析,并对具有常值速度的情形设计一种时延补偿算法。2)为了提高系统的动态响应过程以及稳态性能,采用神经网络与自适应控制律对干扰进行补偿的同时,增加实际编队中存在的同步误差约束限制,通过设计关于误差函数与误差约束的辅助变量,提出一种考虑通讯时延及误差约束的有限时间跟踪与构型保持控制算法,实现对动态领航星的跟踪,提高收敛速度。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
范林东,杨博,苗峻,龙军,刘旭辉[7]（2016）在《基于SiC MEMS阵列的高精度微纳卫星编队保持》一文中研究指出随着微纳卫星的发展,对它的控制保持问题亟需解决。传统的推进技术因推力精细度和推力输出相对粗糙,很难满足高精度的要求,为此,提出了用SiC MEMS微推力器阵列来解决微纳卫星的编队保持问题。由于阵列具有与传统发动机不同的特性,一般的控制算法很难用于该控制任务,文章提出了利用瞬时脉冲控制策略来实现编队保持。仿真结果表明,阵列用于微纳卫星近距离编队保持的位置精度可达3mm,具有很高的应用价值。此外,为节省推力器,分析了单推力器装药量与控制器参数对能耗和精度的影响,结果表明当单推力器元冲量范围为8×10~(-6)~20×10~(-6) N·s时可以得到很好的控制效果,既能满足精度,又可以节约使用推力器。(本文来源于《中国空间科学技术》期刊2016年02期）
刘付成,完备,杜耀珂,郑科宇[8]（2014）在《近地轨道编队飞行卫星构形保持控制方法研究》一文中研究指出针对近地轨道编队飞行卫星的构形保持控制问题,引入相对轨道根数描述编队构形参数,通过补偿控制过程中的耦合影响,优化设计叁脉冲编队保持控制方法和相应的控制策略。仿真中考虑了相对导航误差、推力器的推力大小和方向偏差、测控条件约束等因素的影响,并分析了编队保持控制的特点以及控制精度。研究结果表明:该方法简单有效,具有工程应用价值。(本文来源于《上海航天》期刊2014年04期）
李程[9]（2014）在《椭圆轨道卫星编队保持控制算法研究》一文中研究指出小卫星编队飞行因其低成本、高性能及高自主性而备受重视与青睐。椭圆轨道可以通过配置远地点增加对目标区域的覆盖时间，进而提高卫星的使用效率，因此比圆轨道更有优势。由于摄动和构型设计偏差的存在，使编队卫星偏离预定的轨道，因此必须进行保持控制。此外，保持控制也是所有编队控制中的基础问题，卫星编队进行任何控制操作后几乎都需要构型保持控制来达到稳定。本文重点研究椭圆轨道卫星编队的保持控制问题，论文的主要研究内容如下：（1）首先推导表达在目标星轨道坐标系下的相对运动方程，然后利用反馈线性化、变量替换的方法将相对运动方程转化为以真近点角为自变量的线性化无量纲模型，给出两者的转换关系，并对比两模型的优缺点。最后推导相对摄动加速度的表达式。（2）研究考虑未知有界摄动情况下椭圆轨道编队保持的滑模控制方法。首先基于时域的相对运动模型，从提高系统精度和鲁棒性的角度，设计全程积分滑模控制律，并采用位置偏差到达±0.02m和速度偏差到达±0.001m/s两项指标共同作为衡量保持到位的标准；其次，设计自适应滑模控制律，可以实现对摄动上界的自适应估计，降低控制律设计的保守性。最后，考虑真近点角域模型具有形式简单、时变性不强、无需测量目标星绝对位置信息等优点，基于真近点角域模型设计线性滑模控制律。（3）研究摄动已知情况下椭圆轨道编队保持的backstepping控制方法。首先基于backstepping方法设计全状态反馈控制律；其次，通过变量替换的方法将相对运动方程转化为输出反馈的形式，建立状态估计器，并基于backstepping方法设计输出反馈控制律，利用Lyapunov稳定性理论分析系统的稳定性；最后，基于真近点角域模型设计backstepping控制律。（4）研究摄动未知情况下椭圆轨道编队保持的神经网络自适应控制方法。首先将摄动表示为神经网络函数的形式，设计自适应律对摄动进行逼近，并结合滑模控制方法设计全状态反馈控制律，可以证明通过合理选取控制参数轨迹跟踪误差可以收敛到任意小的区域；在此基础上，设计无需相对速度信息测量的输出反馈控制律。最后，对滑模控制、backstepping控制、神经网络自适应叁种控制方法的控制效果进行对比分析。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2014-06-01）
姚红[10]（2014）在《分布式卫星合成孔径雷达系统编队与自主保持技术》一文中研究指出本项目是"十一五"国家"装备预先研究"重点项目。2006年1月立项,2012年12月通过成果鉴定,2013年11月获军队科技进步二等奖。项目的主要研究内容包括:①多约束条件下的编队轨道构形设计,解决分布式卫星SAR系统编队参考轨道选择,地球J2与大气摄动补偿等;②面向任务的编队轨道构形优化设计方法研究,主要针对InSAR和GMTI任务开展编队轨道构形优化设计;③编队轨道构形的稳定性分析,针对(本文来源于《装备学院学报》期刊2014年02期）
卫星编队保持论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着空间技术的迅猛发展,小卫星编队凭借着技术先进和应用前景广阔的优势,快速发展成为一种全新的空间飞行器在轨运行模式。同样的,卫星编队对当前的空间技术提出了更高的要求,在动力学建模、队形重构、队形保持等方面还有许多丞待解决的难题。本文针对J_2摄动下低地球轨道卫星编队的动力学建模、编队重构和队形保持等方面进行了深入的研究和探讨。课题的研究内容主要有以下几个方面:首先,在参考轨道坐标系下,多星编队问题被分解成单颗参考星和一颗环绕星的二体运动,从动力学角度对二体运动进行分析,建立了一般情况下较为精确的非线性动力学方程;将J_2摄动纳入外界扰动项,代入非线性动力学方程进行推导以及线性化,得到较为精确的线性化的相对动力学模型,为后续卫星编队队形重构和队形保持方面的研究打下理论和模型基础。依据对卫星编队二体运动的动力学分析,设计了卫星编队的空间队形。分析卫星编队在空间圆参考轨道上的相对运动特性,介绍了几种常见的编队飞行方式,对每种编队飞行构型的特点以及构型条件进行了详细的分析,并绘制了对应的编队飞行图形,为后续编队重构和编队保持提供了队形基础。其次,在前文中建立的J_2摄动下线性化的卫星编队相对运动动力学方程的基础下,对卫星编队队形重构问题进行描述。通过利用极小值理论,引入哈密顿函数和协态变量,将燃料最优问题转化为两点边值问题。利用多重打靶法对两点边值问题进行求解,为获得较为准确的初值,结合改进的鸽群进化算法获得协态变量初值。利用多重打靶法结合改进鸽群进化算法,对J_2摄动下的卫星编队队形重构问题转化成的两点边值问题。同时,将粒子群算法应用于编队重构中,并与联合算法得到的控制策略进行了比较,验证了联合算法的有效性和优越性。之后,对重构后的卫星编队进行队形保持,基于LQR理论和滑模控制理论设计了两种控制器对队形进行控制保持。不同之处在于LQR控制器只能将编队中的卫星保持在空间构型中的固定相对位置,即静态保持;而滑模控制器不仅仅能静态保持,还能使卫星在构型中保持在变化的理想位置,即动态保持。通过数值仿真对两种编队队形控制策略进行了比较验证,分析了两种控制方法的优缺点以及各自适用情况。最后,基于VC++设计搭建了仿真系统软件进行场景仿真。分别设计场景对卫星的编队重构和保持进行仿真,对本文设计的联合算法和滑模控制在动态队形保持方面的有效性进行验证。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
卫星编队保持论文参考文献
[1].杨盛庆,叶文郁,何煜斌,万亚斌.基于势场法的卫星编队保持及其稳定性分析[J].系统仿真学报.2019
[2].崔文豪.J2摄动下的卫星编队队形重构与队形保持方法研究[D].哈尔滨工程大学.2019
[3].杨博,田苗,魏延明.皮纳卫星编队保持动力学分析[J].中国空间科学技术.2018
[4].王立娜.月球卫星编队构型保持控制方法研究[D].哈尔滨工业大学.2017
[5].高凯.编队卫星虚拟天线构型保持方法研究[D].电子科技大学.2017
[6].刘萌萌.卫星编队分布式协同跟踪与构型保持控制[D].哈尔滨工业大学.2016
[7].范林东,杨博,苗峻,龙军,刘旭辉.基于SiCMEMS阵列的高精度微纳卫星编队保持[J].中国空间科学技术.2016
[8].刘付成,完备,杜耀珂,郑科宇.近地轨道编队飞行卫星构形保持控制方法研究[J].上海航天.2014
[9].李程.椭圆轨道卫星编队保持控制算法研究[D].哈尔滨工业大学.2014
[10].姚红.分布式卫星合成孔径雷达系统编队与自主保持技术[J].装备学院学报.2014