基于Floquet模态的平动点航天器编队构形设计与控制一体化方法  

作　　者：孟云鹤[1] 张跃东[1] 戴金海[1] 

机构地区：[1]国防科学技术大学航天与材料工程学院,长沙410073

出　　处：《中国科学：技术科学》2011年第5期638-647,共10页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:10702078);国防科技大学预研基金(批准号:JC08-01-05)资助项目

摘　　要：基于Floquet理论研究三体平动点周期轨道航天器编队的构形设计与控制方法.首先,介绍平动点周期轨道的Floquet理论,对Floquet模态进行仿真分析,利用Floquet模态可以线性表达相对于平动点周期轨道的运动偏差,并推导出了其模态系数的时间函数表达式,对于Z振幅较小的halo轨道,证明了周期模态的系数接近常值;在此基础上,应用Floquet模态对平动点轨道航天器编队构形进行设计,利用周期模态3,5或模态4,6的组合得到了多类特殊的规则构形;最后,提出了同时控制5个Floquet模态的相对运动轨道控制方法,仿真表明:该方法有效,并具有精度高、频度低、燃耗省等优势.本文形成了一种基于Floquet模态理论的平动点轨道航天器编队构形设计与控制的一体化方法,并基于该方法得到了几类特殊的规则构形,这对于深空探测任务轨道设计有重要的参考价值.

关 键 词：限制性三体问题 航天器编队飞行 Floquet模态 构形设计 保持控制 

分 类 号：V448.2[航空宇航科学与技术—飞行器设计]