敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法研究

《敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)博士學(xué)位論文敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法研究博士研究生：武曉雯指導(dǎo)教師：趙琳教授學(xué)科、專業(yè)：導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制哈爾濱工程大學(xué)2016年11月萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)博士學(xué)位論文敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法研究博士研究生：武曉雯指導(dǎo)教師：趙琳教授學(xué)位級(jí)別：工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制所在單位：自動(dòng)化學(xué)院論文提交日期：2016年11月論文答辯日期：2016年11月12日學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngResearc

2、honAttitudeManeuveringPlanningMethodofAgileSatelliteCandidate:WuXiaowenSupervisor:Prof.ZhaoLinAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:Navigation,GuidanceandControlDateofSubmission:Nov,2016DateofOralExamination:Nov12th,2016University:HarbinEngineeringUniversity萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原

3、創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部

4、分或全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部?jī)?nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日年月日萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法研究摘要敏捷衛(wèi)星因其較強(qiáng)的姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力、高效的工作模式和廣闊的應(yīng)用前景受到越來越多研究學(xué)者的關(guān)注，是今后實(shí)現(xiàn)復(fù)雜觀測(cè)任務(wù)的重要發(fā)展方向。敏捷衛(wèi)星機(jī)動(dòng)成像模式是一

5、種復(fù)雜的工作模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于任意地表軌跡的連續(xù)成像，將會(huì)為能源領(lǐng)域、國(guó)土和國(guó)家安全、國(guó)防等方面提供更豐富的應(yīng)用。敏捷機(jī)動(dòng)成像技術(shù)對(duì)于機(jī)動(dòng)過程與成像過程中的姿態(tài)控制有多種復(fù)雜要求，不同階段包含有不同的約束條件，對(duì)姿態(tài)指向精度、姿態(tài)角速度精度有很高要求，需要設(shè)計(jì)適合敏捷機(jī)動(dòng)成像的姿態(tài)規(guī)劃方法以及控制策略，才能保證敏捷衛(wèi)星沿特定推掃方式完成高精度成像任務(wù)。論文針對(duì)上述問題開展了相應(yīng)的姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法研究，以發(fā)掘高精度的姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法，支持敏捷平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。論文主要的研究工作如下：(1)根據(jù)敏捷衛(wèi)星機(jī)動(dòng)特性建立姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，姿態(tài)動(dòng)力學(xué)模型以及軌道動(dòng)力學(xué)模型。分析了敏捷對(duì)地觀測(cè)過程，

6、以多段折線型的條帶成像任務(wù)為例，開展敏捷機(jī)動(dòng)成像任務(wù)的姿態(tài)規(guī)劃工作研究。(2)針對(duì)敏捷衛(wèi)星姿態(tài)機(jī)動(dòng)過程的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和約束，對(duì)該過程的姿態(tài)規(guī)劃問題進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)滿足多任務(wù)序列的姿態(tài)機(jī)動(dòng)規(guī)劃方法。以姿態(tài)/控制參數(shù)一體化規(guī)劃為思路，在有限長(zhǎng)的姿態(tài)調(diào)整時(shí)間、執(zhí)行機(jī)構(gòu)能力等約束下，規(guī)劃出合理的角位置變化律；同時(shí)考慮機(jī)動(dòng)角加速度ω不為零導(dǎo)致的撓性振動(dòng)，將規(guī)劃軌跡作為敏捷控制系統(tǒng)的輸入量，得到相應(yīng)的優(yōu)化控制參數(shù)。在目前規(guī)劃姿態(tài)軌跡的研究基礎(chǔ)上，將任務(wù)劃分更為細(xì)致，考慮了初始與終止姿態(tài)角、姿態(tài)角速度不為零時(shí)的姿態(tài)約束，并對(duì)設(shè)計(jì)的規(guī)劃方法進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)學(xué)仿真。仿真結(jié)果表明所提出的軌跡規(guī)劃方法對(duì)撓

7、性振動(dòng)有一定的抑制效果，利用設(shè)計(jì)的姿態(tài)規(guī)劃方法可以有效解決三類實(shí)際軌跡規(guī)劃應(yīng)用問題。(3)針對(duì)敏捷衛(wèi)星機(jī)動(dòng)成像過程姿態(tài)運(yùn)動(dòng)要求，分析影響成像質(zhì)量的約束條件，對(duì)條帶目標(biāo)的推掃成像姿態(tài)規(guī)劃問題進(jìn)行了深入研究?？紤]機(jī)動(dòng)成像需要敏捷衛(wèi)星在姿態(tài)機(jī)動(dòng)中完成成像任務(wù)，較傳統(tǒng)成像衛(wèi)星而言成像過程更為復(fù)雜，需同時(shí)滿足觀測(cè)時(shí)間、觀測(cè)區(qū)域、攝影地速等約束，還需滿足姿態(tài)精度要求。為保證敏捷成像精度，提出考慮偏流角的敏捷衛(wèi)星勻地速推掃姿態(tài)規(guī)劃方法。建立優(yōu)化模型來求解每個(gè)條帶的觀測(cè)起始時(shí)刻，使得