航天器对翻滚非合作目标安全逼近的姿轨耦合退步控制方法

"对翻滚非合作目标终端逼近的姿轨耦合退步控制 (2013年)" 本文是自然科学领域的学术论文，主要探讨了在太空操作任务中如何安全地接近并捕获翻滚的非合作目标。研究人员针对这一问题建立了一个描述航天器近距离相对运动的六自由度动力学模型，该模型考虑了航天器的翻译和旋转运动。在分析模型的过程中，作者们揭示了由摄动导致的耦合效应和动力学耦合现象。 为了应对模型的非线性和时变特性，研究者采取了一种创新的控制策略——积分退步控制。这种方法通过多步递推处理非线性高阶项，从而设计出一个系统化的控制器。利用李雅普诺夫稳定性理论，他们证明了所提出的控制器能够确保系统的全局渐进稳定性，这意味着航天器能够在控制下稳定地接近目标。 考虑到翻滚非合作目标的旋转特性，论文提出了一种沿着目标最大惯量轴的直线型同步自旋逼近策略。这一策略旨在保证航天器在逼近过程中保持安全距离，避免由于目标的翻滚运动而引发的碰撞风险。通过数值仿真的方式，研究人员验证了所提逼近策略的正确性和控制律的有效性，进一步证实了该方法在实际应用中的可行性。 关键词包括自主逼近策略、翻滚非合作目标、耦合动力学和退步控制。论文的分类号指向航天技术和自动化技术，文献标志码表明这是一篇原创性的学术研究，文章编号则用于唯一标识该论文。 这篇2013年的论文为解决太空操作中的复杂问题提供了一种新的控制方法，即针对翻滚非合作目标的姿轨耦合退步控制，这对于未来空间任务的安全执行具有重要意义。通过理论分析和数值模拟，研究者展示了这一策略在确保航天器安全逼近和捕获目标方面的有效性和可靠性。