2011年Halo轨道非线性留位控制策略：ASRE方法的应用与验证

本文主要探讨了Halo轨道的ASRE（Adaptive Sliding Regulator Extension）非线性留位控制方法，发表于2011年的《计算力学学报》增刊4月刊。作者蔡志勤、赵军和彭每军针对Halo轨道这种特殊的轨道类型，提出了一个有效的控制策略来确保航天器能够准确地留在预定的轨道位置，即Halo轨道附近。 首先，研究者在日-地系统第二平动点附近建立了有控制力作用下的轨道动力学模型，这是进行留位控制的基础。平动点是天体力学中的一个重要概念，不仅包括不稳定的共线平动点L1、L2、L3，还包括稳定的三角平动点L4和L5。Halo轨道是位于这些平动点附近的特殊轨道，对于深空探索而言，提供了难以通过传统二体模型达到的区域，从而扩展了航天任务的可能性。 为了实现精确的轨道跟踪，文章采用了微分修正法来确定目标的名义参考轨道，这是一种重要的数学工具，用于逼近和调整实际轨道到理想状态。接着，ASRE非线性最优跟踪控制方法与精细积分法结合，设计了一种非线性控制器，旨在处理Halo轨道的固有不稳定性以及对初始条件的高敏感性问题。ASRE方法能够动态调整控制器参数以适应轨道变化，并最小化轨道偏差。 最后，通过数值算例，作者验证了这一控制策略的有效性和实用性。他们展示了在考虑到实际干扰因素（如模型外扰动）的情况下，如何通过控制策略有效地维持航天器在Halo轨道上的稳定位置，这对于保证航天任务的成功执行至关重要。 本文的研究成果对于深空探测任务中的轨道控制技术具有重要意义，它提供了一种在复杂轨道环境中实现精确留位的方法，为实际应用中的航天器轨道管理提供了解决方案。