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卫星库仑力编队飞行及控制发展研究综述
卫星库仑力编队飞行及控制发展研究综述
摘要：卫星库仑力编队飞行及控制是近年来卫星技术领域的研究热点之一。本文对卫星库仑力编队飞行及控制的发展进行了综述，并对未来研究方向进行了展望。
1.引言
卫星库仑力编队飞行及控制是指通过利用卫星之间的库仑力相互作用，实现协同飞行和控制的一种技术。相比传统的推进器推力控制，库仑力编队飞行及控制具有能耗低、响应速度快、控制精度高等优点，受到了广泛关注。
2.卫星库仑力编队飞行原理
卫星库仑力编队飞行的基本原理是通过卫星上部署的静电场发生器，产生电场，从而引起卫星之间的库仑力相互作用。通过对这种库仑力的控制，可以实现卫星之间的相对运动和编队飞行。
3.卫星库仑力编队控制策略
3.1直接控制策略
直接控制策略是指通过改变卫星上的电场发生器的电势差，从而改变库仑力的大小和方向。这种策略具有控制精度高的优点，但需要较大的能耗。
3.2反馈控制策略
反馈控制策略是指通过对卫星间距离的反馈，来调节电场发生器的电势差。这种策略能够实现自适应控制，但响应速度较慢。
4.卫星库仑力编队飞行应用研究
4.1通信卫星编队飞行
卫星库仑力编队飞行在通信领域的应用研究主要包括对流层通信和星座重构。通过编队飞行，可以实现对流层通信中的地面覆盖全球化，提高通信的可靠性和容量；在星座重构中，可以实现修复和优化失效卫星。
4.2太阳观测卫星编队飞行
太阳观测卫星编队飞行主要用于太阳黑子和耀斑的观测研究。通过卫星编队飞行，可以实现对太阳活动的多点观测，提高观测数据的精度和全面性。
5.卫星库仑力编队飞行的挑战与展望
5.1能耗优化
卫星库仑力编队飞行中能耗优化是一个重要的挑战。通过优化电场发生器的设计和控制策略，可以进一步降低能耗，提高系统的稳定性和控制精度。
5.2编队控制算法研究
目前卫星库仑力编队飞行的控制算法研究还不够成熟，需要进一步探索适用于不同应用场景的编队控制算法，并提高算法的实时性和鲁棒性。
5.3多卫星编队飞行
目前的研究主要集中在两个卫星的编队飞行，对于多个卫星的编队飞行研究还较少。多卫星编队飞行会面临更复杂的控制问题，需要进一步研究。
结论
卫星库仑力编队飞行及控制是一种有潜力的卫星技术发展方向，具有许多优点和应用前景。然而，还需解决能耗优化、编队控制算法研究和多卫星编队飞行等挑战。未来的研究应该聚焦于这些问题，并进一步拓展卫星库仑力编队飞行及控制的应用领域。
参考文献：
1.Li,J.,&Wang,X.(2018).Coulombforcebasedformationcontrolofelectrostaticallycoupledsatellites.InternationalJournalofAerospace,2018.
2.Meng,X.,&Tang,G.(2020).OptimalcontrolforformationflyingofspacecraftbasedonCoulombforce.AerospaceScienceandTechnology,104869.
3.Wang,Z.,etal.(2021).OptimalformationkeepingofsatelliteconstellationsbasedonCoulombforce.ActaAstronautica,184,59-70.