堆叠卫星的分离与重构动力学研究
Separation and Reconfiguration Dynamics of Stacked Satellites
孙加亮 1张晓亮 1金栋平1
作者信息
- 1. 南京航空航天大学 航空学院 航空航天结构动力学及控制全国重点实验室,南京 210016
- 折叠
摘要
堆叠卫星入轨后分离再重构是构建大型空间结构的有效手段之一.使用自然坐标法建立堆叠卫星系统的动力学方程,具有方便处理卫星组装中固定约束的优点.设置合适的堆叠卫星分离策略和组装策略,采用自旋分离实现了卫星以堆叠状态入轨后的无碰撞分离,使用PD控制结合势函数方法实现了卫星的逐步组装.另外,采用优化算法计算了卫星之间的最小距离,用以精细确定排斥势的大小.基于以上方法,仿真实现了卫星由堆叠状态分离到分段组装的全部过程,证明了所设计的分离和组装策略是有效的.
Abstract
The separation and reconfiguration of stacked satellites in orbit is an effective technique for con-structing large space structures.The natural coordinates formulation is used to establish the dynamic equations for stacked satellite systems,which has the advantage of facilitating the handling of fixed constraints between satellites.Suitable strategies for autonomous assembly separation and assembly are devised.A spin separation method is employed to achieve collision-free separation of satellites,while PD control and the potential func-tion is utilized for satellite assembly.Additionally,an optimization algorithm is employed to calculate the mini-mum distance between satellites,enabling precise determination of the potential function's magnitude.By im-plementing these methods in simulations,the complete process from separation of stacked satellites to segmen-ted assembly is realized,which confirming the effectiveness of the proposed separation and assembly strategies.
关键词
堆叠卫星/分离重构/势函数/自然坐标方法Key words
stacked satellite/separation and reconfiguration/potential function/natural coordinate formula-tion引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(12002153)
国家自然科学基金(12232011)
国家自然科学基金(12172181)
江苏省自然科学基金(BK20200434)
中央高校基本科研业务费(xcxjh20220107)
出版年
2024
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