国际空间站在轨服务技术验证发展分析

先期在轨技术验证,再逐步扩展,最终走向工程应用是开展空间项目的一般模式.本文梳理了国际空间站上开展的燃料加注和增材制造等在轨服务技术验证项目及其后续发展,分析了制约工程应用的关键技术,包括灵巧机械臂、协同操作、安全交会停靠、空间增材制造和非合作目标推进剂补加等,最后总结了国际空间站在轨服务项目的发展启示,并根据我国空间站的发展现状提出了开展相应在轨服务项目的建议.     

服务航天器超近程逼近目标的相对姿轨耦合控制

针对服务航天器超近程逼近目标的相对姿态轨道耦合控制问题,推导了耦合动力学模型并设计了相应控制律。通过引入描述相对运动构型变化的期望相对位置矢量和位置误差矢量,将相对轨道跟踪控制问题转化为调节器的设计问题。推导了考虑对接机构安装位置的相对姿态轨道耦合动力学模型。利用李雅普诺夫稳定性理论,设计了考虑未知有界干扰的相对姿态轨道耦合控制律。考虑控制输入受限进行数学仿真,结果表明所设计的控制律是有效的,并具有较好的性能。     

空间对接锁系运动同步性机理研究

详细分析了钢索传动的力学特点,建立了钢索传动系统的力学模型,实现空间对接锁系一主五从六把锁系联动的动力学建模。在此模型基础上通过仿真深入研究了锁系空间对接机构的运动同步特性,揭示了这类机构运动同步性的核心机理,为航天产品设计、改进和试验测试提供了有力的理论依据。