CN119389455A 一种基于吸引域的Halo轨道长期控制保持方法 （北京理工大学）

号一种基于吸引域的Halo轨道长期控制保持本发明公开的一种基于吸引域的Halo轨道术获得标称Halo轨道。基于控制李亚普诺夫函Halo对应的吸引域，将航天器约束在该吸引域2轨道的吸引域问题转化为求解误差动力学平衡点的吸引域问题；基于控制李亚普诺夫函步骤三，将控制策略设计分为死区设计和控制律设计两基于圆形限制性三体模型，计算日地圆形限制性三体系统中平动点3基于控制李亚普诺夫函数的方法，在控制约束uTPu≤Umax下，求解步骤一获得的标称在有限状态空间DCR"上选择候选控制李雅普诺夫函数V:R"→R,0eD;V选取为4控制策略设计分为死区设计和控制律设计两部分；选取死区通过求解该Halo轨道长期控制优化问题(9)得到对应的反馈控制律，根据反馈控制律5地L1/L2点附近Halo轨道是三体动力学系统中共线平动点附近存在的一类特殊的三维周期ButcherE.A.ContinuousThrustStation_keepinginEarth_MoonL1HaloOrbitsBasedonLQRcontrolandFloquetTheory[c].AIAA/AASAstrodynamicsSpecialist[0004]在先技术[2](YiQ,RuiterA.d.Station_keepingstrategyforrealtranslunarlibrationpointorbitsusingcontinuousthrust[J].Aerospace反步法和死区控制的轨道保持策略，并讨论了不同死区范围设定对轨道控制保持的影响。[0005]为解决现有基于死区控制的Halo轨道长期保持方法在设计死区范围时无法考虑是提供一种基于吸引域的Halo轨道长期控制保持方法，通过采样法计算Halo轨道的吸引6[0007]本发明公开的一种基于吸引域的Halo轨道长期控制保持z,⃞,j,。[0020]=f(x)+BU()3)7[0029]在有限状态空间DCR'上选择候选控制李雅普诺夫函数V:R"→R,0eD。V选8[0039]基于采样法，联立判别条件(5)、吸引域的估计方程(6)和标征吸引域优化问题[0046]通过求解该Halo轨道长期控制优化问题(9)得到对应的反馈控制律，根据反馈控[0048]1、本发明公开的基于吸引域的Halo轨道长期控制保持方法，基于Halo轨道吸引天器约束在该吸引域内，能够解决Halo轨道控制保持过程中不可控或控制器失稳的问题，9[0051]图2为具体实施方案中，日地圆形限制性三体L2点附近幅值Az＝200000km的Halo[0052]图3为具体实施方案中，在推力约束下求解得到的日地圆形限制性三体L2点附近[0054]图5为具体实施方案中，基于吸引域的L2点附近Halo长期保持控制推力曲线仿真[0055]图6为具体实施方案中，基于吸引域的L2点附近Halo长期保持控制李亚普诺夫函的三阶解析解，利用微分修正技术对三阶解析解进行修正以得到高精度的标称Halo轨道。z,⃞,j,。=f(x)+BU()(12)j,[0073]Ai=j(Ar)+BU(t)(13)[0079]在有限状态空间DCR"上选择候选控制李雅普诺夫函数V:R"→R,0eD.V选vj(Ar)+VVBU'S0(14)[0089]基于采样法，联立判别条件(5)、吸引域的估计方程(6)和标征吸引域优化问题够保证控制器的稳定性与可控性。在本案例中，对于日地L2点附近幅值Az＝200000km的[0096]通过求解该Halo轨道长期控制优化问题(9)得到对应的反馈控制律，根据反馈控[0097]利用基于吸引域双环控制策略对位于Halo轨道上的航天器进行控制保持，图5给出了控制变化曲线，可以看