摘要

针对低轨纳卫星轨道机动能力不足的问题,研究了主动利用星间差分气动力的控制方法,创新性地提出了基于迎风姿态调整的多星编队拓展方案,并通过局部区域线性化方法实现系统的线性控制。研究了卫星姿态角与气动力的映射关系,建立了差分阻力和升力耦合控制的星间相对运动线性欠驱动模型。分析了此系统可控性和干扰形式,采用线性矩阵不等式(LMI)方法设计了考虑输入受限的反馈控制律。最后,针对包含两种队形的四星编队进行仿真,结果表明,卫星相对运动的稳定控制精度达到±0.4 m,验证了所提出多星编队气动控制方案的可行性以及控制算法的有效性。