有约束的航天器高精度快速姿态跟踪动力学与控制特性研究

现代复杂空间任务不仅对航天器姿态控制精度的要求越来越高，有时还要求航天器具有精确的姿态跟踪能力。本项目的研究对象是以控制力矩陀螺为执行机构的航天器，考虑航天器转动惯量时变、执行机构磨损和失效等不确定性因素影响，以及在相对位置姿态保持、多目标定向、机动能力饱和等静态约束与动态约束条件限制下，研究航天器高精度快速姿态跟踪的控制问题。主要研究各种约束和不确定因素同时作用下的航天器动力学建模方法、姿态跟踪稳定性的参数影响规律分析、以及高精度快速姿态跟踪的控制律设计方法，并进行半物理仿真实验验证。研究结果可以完善约束条件下带有不确定性的航天器姿态跟踪动力学建模与分析理论，揭示高精度快速姿态跟踪的机理，给出这类航天器姿态控制系统设计的新方法，为我国未来的空间站组装、航天器在轨服务、分布式卫星等航天器的在轨操作提供理论基础和技术支持。

现代复杂空间任务不仅对航天器姿态控制精度的要求越来越高，有时还要求航天器具有精确的姿态跟踪能力。本项目的研究对象是以控制力矩陀螺为执行机构的航天器，考虑航天器转动惯量时变、执行机构磨损和失效等不确定性因素影响，以及在相对位置姿态保持、多目标定向、机动能力饱和等静态约束与动态约束条件限制下，研究航天器高精度快速姿态跟踪的控制问题。.本项目主要主要研究各种约束和不确定因素同时作用下的航天器动力学建模方法、姿态跟踪稳定性的参数影响规律分析、以及高精度快速姿态跟踪的控制律设计方法，并进行仿真实验验证。.基于本基金的研究，已经在航空航天领域顶尖期刊发表SCI和EI论文10余篇，其中包括Journal of Guidance, Control, and Dynamic，获得国家发明专利2项。本项目执行以来，培养了18名硕士研究生和8名博士研究生。已经毕业硕士研究生11名（其中1人为校级优秀论文），博士研究生1名。.本项目的研究结果可以完善约束条件下带有不确定性的航天器姿态跟踪动力学建模与分析理论，揭示高精度快速姿态跟踪的机理，给出这类航天器姿态控制系统设计的新方法，为我国未来的空间站组装、航天器在轨服务、分布式卫星等航天器的在轨操作提供理论基础和技术支持。..