日地三角平动点航天器编队飞行控制的开题报告.docx

日地三角平动点航天器编队飞行控制的开题报告
一、选题的背景与意义
日地三角平动点探测任务是中国天地一号航天器选派至日地L1平动点执行的科学探测任务，该任务是中国探测器首次到达日地L1平动点，是对太阳活动与地球环境交互作用机制的科学探测，也是我国深空探测和航天技术的重要突破和实践。同时，日地三角平动点探测任务还涉及到多个卫星之间的编队飞行控制，这对于提高我国卫星编队技术水平以及推动我国深空探测事业具有重要意义。
本篇开题报告将围绕日地三角平动点航天器编队飞行控制开展研究，主要探讨编队两个成员飞行稳定性、控制律设计和通讯链路等关键技术问题，以及解决这些问题的方法和途径。
二、主要研究内容
1.编队飞行力学模型及数学表达式
在编队控制研究中，了解编队成员状态的动力学模型非常重要。本研究将建立两个成员的编队飞行力学模型，通过空间坐标系和速度坐标系之间的转换，将空间运动状态与运动学参数联系起来，并将其表达为矩阵形式的解析式。
2.编队稳定性分析
在航天器编队飞行控制中，稳定性是最基本的问题。针对编队飞行控制，本研究将对编队的跟随性、抗扰性以及自稳定性进行详细分析。通过对编队系统中各个元件的线性化，建立系统微分方程，推导出飞行控制器的数学表达式，并对编队稳定性进行评估。
3.编队控制策略设计
编队飞行控制策略是保证编队成员相对位置和朝向稳定的关键，包括编队飞行的路径规划、控制律设计、控制参数的优化等方面。本研究将基于编队飞行系统的特点和要求，设计合适的控制策略，并基于MATLAB软件的仿真环境进行分析和验证。
4.通讯链路建立与维护
编队成员之间需要进行数据传输和信息交流，这需要建立相应的通讯链路。本研究将研究编队成员之间通讯链路的建立和维护，包括通讯协议的设计、数据传输的优化、通讯链路对控制系统的影响等方面。
三、预期成果及应用前景
本研究将通过对日地三角平动点航天器编队飞行控制的开展，拓展卫星编队控制理论及应用领域，并形成以下预期成果：
（1）建立编队飞行力学模型及数学表达式；
（2）分析编队稳定性，并设计编队控制策略；
（3）建立编队成员之间的通讯链路；
（4）基于MATLAB软件的仿真环境进行分析和验证；
（5）提出解决编队控制问题的方法和途径。
该研究成果可应用于日地三角平动点探测任务，提高我国深空探测和卫星编队控制技术水平，并为航天技术的发展和我国太空探索做出贡献。