發(fā)布時(shí)間：2020-12-02 22:25

　　小天體是指太陽系中除了行星和衛(wèi)星之外的數(shù)不清的小行星和彗星，開展對(duì)小天體的探測(cè)和深入研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。大部分小天體的直徑在100公里以下，它們距離地球較遠(yuǎn)，具有尺寸小、引力不規(guī)則等特點(diǎn)，探測(cè)器在繞飛、接近和著陸小天體過程中還會(huì)受到太陽光壓、太陽引力等空間多種攝動(dòng)力影響�？芍�探測(cè)器在小天體附近的動(dòng)力學(xué)模型呈現(xiàn)顯著非線性，不確定性和擾動(dòng)加深了其動(dòng)力學(xué)環(huán)境的復(fù)雜性。因此，小天體附近探測(cè)器運(yùn)動(dòng)的自主制導(dǎo)與控制技術(shù)是整個(gè)探測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵。相比于月球等較大天體，小天體附近探測(cè)器運(yùn)動(dòng)的制導(dǎo)和控制具有一定的難點(diǎn)，研究成果還較少，目前有很多待解決的問題。比如小天體附近探測(cè)器所受到的不規(guī)則引力的處理和描述問題、探測(cè)器在小天體附近運(yùn)動(dòng)的軌道控制、姿態(tài)調(diào)整和姿軌耦合控制問題。探測(cè)器在小天體附近受到的系統(tǒng)不確定性和空間擾動(dòng)增加了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析及控制的復(fù)雜性，具有魯棒性和和自適應(yīng)性的控制方法是保證探測(cè)器成功繞飛、下降和軟著陸的關(guān)鍵技術(shù)。從國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀來看，對(duì)于小天體附近探測(cè)器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，很多學(xué)者從航天領(lǐng)域出發(fā)研究導(dǎo)航、軌道機(jī)動(dòng)和設(shè)計(jì)、基于相對(duì)運(yùn)動(dòng)模型的軌道控制設(shè)計(jì)。探測(cè)器在小天體附近繞飛及下降... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

小行星Eros433的多面體模型

圖 1-2 論文結(jié)構(gòu)安排本文的章節(jié)安排如下：第一章 闡述了本文的研究背景及意義，對(duì)小天體探測(cè)現(xiàn)狀以及小天體附近探動(dòng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了綜述，指出了軌道控制、姿態(tài)控制以及姿軌耦合控制方解決的相關(guān)問題。第二章 給出了小天體附近不規(guī)則引力模型，建立了探測(cè)器在小天體附近運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型，分析了軌道和姿態(tài)的耦合問題，這是全文設(shè)計(jì)工作的基首先，給出動(dòng)力學(xué)模型表述所必需的空間坐標(biāo)系，并分析了相關(guān)坐標(biāo)系之間關(guān)系。接著，建立了小天體不規(guī)則引力和引力力矩模型。根據(jù)1.3.1所描述各引力場(chǎng)表述方法的特點(diǎn)，當(dāng)探測(cè)器距離小天體表面較遠(yuǎn)的繞飛和下降段，采函數(shù)方法建立引力場(chǎng)模型，而當(dāng)探測(cè)器距離天體表面較近的最終著陸段則采

圖 2.1 常用參考坐標(biāo)系示意圖表示小天體質(zhì)心到探測(cè)器質(zhì)心的距離， 和 分別度和緯度，小天體繞最大慣量軸的均勻自旋角速度為坐標(biāo)系OXYZ ：坐標(biāo)原點(diǎn)O位于小天體質(zhì)心，參考小天體赤道相對(duì)于白道的升交點(diǎn)，OZ 軸指向小天坐標(biāo)系確定。坐標(biāo)系oijk ：坐標(biāo)原點(diǎn)O位于小天體質(zhì)心，參考平分別指小天體最小慣量軸和最大慣量軸（自轉(zhuǎn)角速確定。假設(shè)初始時(shí)刻小天體固連坐標(biāo)系與慣性坐標(biāo)固連坐標(biāo)系相對(duì)慣性坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角。坐標(biāo)系123MO OO：坐標(biāo)原點(diǎn)M 位于探測(cè)器質(zhì)心，MO心的延伸線方向，1MO 垂直指向運(yùn)動(dòng)方向，2MO 按右坐標(biāo)系123Mb bb：此坐標(biāo)系與探測(cè)器固聯(lián)在一起，坐標(biāo)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]小天體探測(cè)器光學(xué)導(dǎo)航與自主控制方法研究[D]. 朱圣英.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]航天器姿態(tài)控制的干擾抑制問題研究[D]. 郭敏文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]登月飛行器軟著陸末端姿態(tài)控制[D]. 劉曉偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]月球探測(cè)器月面軟著陸姿態(tài)控制系統(tǒng)的研究[D]. 雷靜.西北工業(yè)大學(xué) 2006



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