摘要：卫星电磁编队是指利用卫星之间相互作用的电磁力进行卫星相对运动控制,对控制律的要求主要是计算量小和能避免碰撞.以目标星对参考星的相对运动矢量作为控制对象,分析了使用电磁力控制卫星编队的可行性,结果是如果编队卫星磁矩能够任意控制,那么卫星相对运动也能完全控制.设计了人工势函数,以相对位置和相对速度矢量作为变量,人工势函数在达到控制目标时为最小值,在碰撞的位置具有局部最大值.设计的控制律能够实时调整控制参数,能够保证电磁线圈控制电流不至于饱和,以及人工势函数导数在控制过程中小于零.仿真表明,所设计的控制律能生成编队构型并避免碰撞,而且具有一定的抗干扰性.

摘要：针对近地轨道集群航天器电磁编队飞行的动力学和控制问题,提出了一种非线性反馈控制方法.基于电磁力模型和地磁场模型,分析了地磁场对近地轨道电磁编队的影响;建立了集群航天器电磁编队高精度相对轨道动力学模型;基于Lyapunov稳定性理论设计了一种非线性反馈控制律,利用该方法对两星电磁编队维持控制进行了仿真验证.仿真结果表明,地磁场引起的电磁干扰力可以忽略,但是电磁干扰力矩的影响必须考虑;近地轨道集群航天器电磁编队是可控的,所设计的控制方法是可行的.

摘要：针对集群航天器电磁编队系统强非线性的动力学特性,提出了一种基于非奇异终端滑模的有限时间控制方法。首先,建立了电磁力模型,分析了远场偶极子模型的适用范围;其次,建立了电磁编队动力学方程;接着,针对非线性动力学方程,设计了有限时间收敛的非奇异终端滑模面和控制律,使控制方法对电磁力模型不确定性具有鲁棒性,同时证明了系统状态可在有限时间内到达滑模面,而且也可在有限时间内收敛到零;最后,针对本文提出的方法进行了数值仿真。结果表明:当星间距离大于线圈半径的6.76倍时,远场偶极子模型的估计误差小于10%。基于终端滑模的有限时间控制方法相比线性二次型最优控制具有更快的收敛性能。

摘要：以电磁编队飞行动力学为研究对象,建立基于地心惯性坐标系的电磁编队动力学方程,推导出相对轨道动力学模型.考虑到工作姿态对于编队卫星工作的重要性,对基于反应轮调整卫星姿态的姿态动力学方程也进行了公式推导.该工作可以为后续的电磁编队控制方案及其仿真的研究工作提供必要的理论基础.

摘要：电磁编队飞行具有无羽流污染、连续可逆等优点,拥有广泛的应用前景。针对星间电磁力控制的强非线性问题,根据电磁作用的远场模型,建立了星间电磁力与力矩模型;建立了Hill坐标系下双星相对运动的动力学方程,并基于快速终端滑模控制理论,设计了双星电磁编队构型保持过程中的相对位置控制器;与线性滑模控制器进行仿真对比分析,表明所设计的控制器控制精度高,收敛速度快。

摘要：电磁编队飞行(EMFF)有广泛的应用前景,使得编队寿命不再受推进剂携带量的限制,避免了推进剂造成的光学干扰和设备污染。首先基于Hill方程,建立了双星绕飞电磁编队的相对运动模型。其次,利用电磁作用的远场磁偶极子模型设计了电磁编队的反馈控制律,求解了编队维持所需的控制力。最后利用Simulink搭建了仿真系统,分析了闭环控制系统的收敛性和电磁控制力大小。仿真结果表明电磁力控制卫星编队飞行是可行的,所设计的控制方法是有效的。