基于一致性算法的航天器编队姿态协同控制文献综述

 2021-11-02 20:44:22

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一、研究意义和应用价值当今世界,随着科学技术的快速发展,航天器技术也在跟随时代的发展而迅猛发展。

发展神速的航天器技术也使人类社会发生了巨大的变化。

航天器技术涉及设备仪器搭配与安装使用等艰深的学术作业,是国家,民族,乃至整个人类社会发展的高度追求,所承担的科研任务也与人类的生活息息相关。

但随着科技的发展,人们开始进一步探索太空,随之而来的是对航天器性能要求的不断提高,而对于单一航天器来说,其涉及的研究越来越复杂,研究成本也在大幅度增高,所以单个航天器已经无法满足实际的需求,因此发展航天器编队技术才是未来航天技术的发展大势。

航天器编队飞行是20世纪90年代中后期随着计算机技术、新材料、新能源技术发展而出现的一种新型航天器空间运行模式。

航天器编队飞行就是在有心力场中多颗轨道周期相同的航天器进行近距离飞行,彼此之间可形成特定的相对运动轨道,而且航天器之间还能够互相协同,密切联系,以分布方式构成一颗巨大的虚拟航天器(又被称为分布式航天器系统)。

航天器编队飞行不同于传统的单航天器系统或者星座系统,航天器编队飞行具有特殊的运动力学特征,展现出突出的技术优势,因此已经被各航天强国所青睐,成为代表未来航天器发展趋势的新型技术之一。

相对于卫星星座,航天器编队的主要技术特征体现在如下几个方面:第一,编队飞行航天器间距离短,航天器间具有通信和信息交换能力,并且编队飞行各航天器之间有动力学联系;第二,编队飞行在应用上体现的是构成一个虚拟大型航天器,编队飞行中各航天器的载荷可以是相同的,也可以是不同的,但要求协同工作,完成复杂任务;最后,编队飞行一般要求自主、实时且编队航天器的信息与控制要构成闭环。

航天器编队飞行实质上是利用多个飞行中的航天器组成一定形状的系统,各颗航天器之间通过通信相互联系、协同工作,共同承担空间信号的采集与处理等任务,整个航天器群构成一个满足任务需要的、规模较大的虚拟传感器或探测器。

与传统单个航天器的工作模式相比,它可以依照特定的任务要求,通过航天器之间的通信相互联系,互相协作来完成共同目标。

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