编队飞行构形设计

编队飞行构型 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 编队飞行构形设计 基于C-W方程的空间圆构形设计 （1）设计原理 图1-1相对运动示意图 为地球惯性坐标系， 为参考航天器轨道坐标系， 为追踪航天器轨道坐标系。以此坐标系建立的C-W方程为： （1-1） 方程的解为： （1-2） 实现饶飞的条件为： （1-3） 把（3）式代入（2）式，并把三角 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 合并，得 （1-4） 其中， 图2-1 环绕卫星的轨道根数确定流程图 设计实例 参考卫星的初始轨道根数 7500 0 45 60 0 0 空间构形圆的半径取1500m，即 ， 对（4）式各分式平方相加得 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 上式，要想使得其能成为空间圆构形，再加上饶飞的条件，则需要满足的条件为 用MATLAB编程计算相对运动初值为： x(m) y(m) z(m) vx(m/s) vy(m/s) vz(m/s) 航天器1 0 1500 0 0.729018 0 1.262696 0 航天器2 649.519 -750 1125 -0.364509 -1.262696 -0.631348 120 航天器3 -649.519 -750 -1125 -0.364509 1.262696 -0.631348 240 用MATLAB编程计算饶飞卫星的轨道六要素为： 航天器1 ：7500.000600901843 0.001005077 45.009914001 60.000002806 -5.721556171 5.733024813 0 航天器2：7500.001565131322 0.000914965 44.995042787 59.987834267 3.147749149 -3.144881493 120 航天器3：7499.998960658234 0.001087605 44.995044504 60.012169246 2.631411373 -2.645752140 240 （3）STK验证 图1-2构形设计STK仿真效果 二、基于运动学的空间圆构形设计 （1）设计原理 图2-1相对运动示意图 为地球惯性坐标系， 为参考航天器轨道坐标系， 为追踪航天器轨道坐标系。以此坐标系建立的相对运动学方程为 (2-1) 其中， 通过一阶近似，得到： （2-2） 通过进一步简化，主要是通过 为： （2-3） 其中， 基于运动学卫星饶飞的条件为： （2-4） （2）设计实例 参考卫星的初始轨道根数 7500 0 45 60 0 0 空间构形圆的半径取1500m，即 ， 对（2-3）式平方相加得 分析上式，可得实现空间圆编队的条件为： （2-5） 我们取 。 用MATLAB编程计算相对运动差值为 航天器1：0 -0.0001 0 0.014034542422206 359.9900760798824 0 航天器2：0 0.00005356537528527377 0.008594366926962 -0.007017271211112 4.719965914007018 355.2849960460518 航天器3：0 0.00005356537528527377 -0.008594366926962 -0.007017271211103 355.2899580061106 4.715003953948214 用MATLAB编程计算饶飞卫星的轨道六要素为： 航天器1：7500 0.0009 45 60.014034542422206 359.9900760798824 0 航天器2：7500 0.00105356537528527377 45.008594366926962 59.992982728788888 4.719965914007018 355.2849960460518 航天器3：7500 0.00105356537528527377 44.991405633073036 59.992982728788895 355.2899580061106 4.715003953948214 （3）STK验证 图2-2 构形设计STK仿真效果 基于运动学 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的CarPe构形设计 （1）设计原理 运动学相对运动方程： (3-1) 其中， CarePe构形是指由三颗航天器组成，一个航天器围绕参考中心只在X-Y平面内做椭圆饶飞运动且长半轴是短轴的2倍，另两颗航天器只在Z平面做相对直线振动，并且当X-Y平面的航天器到达椭圆长半轴端点时，Z平面的两个航天器正好到达Z方向最远点，来保证三个航天器之间有最大基线距离；当X-Y平面的航天器到达椭圆短半轴端点时，Z平面的两个航天器正好穿过X-Y平面。并且去Z方向的振幅等于椭圆的半长轴。 （2）设计实例 参考卫星的初始轨道根数 7500 0 45 60 0 0 对于在X-Y平面运动的航天器，选取其相对运动椭圆半长轴为4000m，X-Y平面初始相位为0度。则可得条件为： (3-2) 用MATLAB编程计算相对运动差值为 航天器1: 0 0.0002666666666666667 0 0 0 0 用MATLAB编程计算饶飞卫星的轨道六要素为： 航天器1: 7500 0.0012666666666666667 45 60 0 0 对于只在Z平面做相对直线振动两颗航天器，取Z方向的振动幅值为 2000m，与X-Y平面的初始相位角分别为90度和270度。 则可得条件为： (3-3) 用MATLAB编程计算相对运动差值为 航天器2: 0 0 0.030557749073644 0 0 0 航天器3：0 0 -0.030557749073644 0 0 0 用MATLAB编程计算饶飞卫星的轨道六要素为： 航天器2: 7500 0.001 45.030557749073644 60 0 0 航天器3：7500 0.001 44.969442250926356 0 0 0 （3）STK验证 图3-1 构形设计STK仿真效果 构形的重构——由空间圆构形变换CarPe构形 （1）设计原理 1)相对运动方程的另一种 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达形式： 其中： ：X-Y平面内椭圆短半轴， ：Z方向的振幅 ：编队构形中心与参考卫星的距离。 2)冲量作用与相对运动关系： 3)用三冲量法实现Cartwheel构形的捕获 径向冲量作用产生的相对运动： 法向冲量作用产生的相对运动： （2）设计实例 参考卫星轨道根数 7500 0 45 60 0 0 由半长轴计算轨道周期和角速度： Cartwheel构形的捕获 我们选择 实现Cartwheel构形捕获的初始空间圆构形。采用三冲量法实现Cartwheel构形的捕获，施加两次径向冲量实现X-Y方向的运动，施加一次法向冲量实现Z向的运动，轨道初始化1个周期后开始进行队形的捕获，令此时时间为 ，那么为实现相位差为 的三星Cartwheel构形，三颗星施加冲量的时间为（每颗星施加两次冲量）： 环绕卫星1： 环绕卫星2： 环绕卫星3： 冲量的大小可由公式 进行计算，其中n为轨道角速度 施加的冲量及时刻为： 时间： T0 T0+0.5*T 环绕卫星1 =0.9720235（m/s） = 3.367188（m/s） = -0.9720235（m/s） 时间： T0+1/3*T T0+1/3*T+0.5*T 环绕卫星2 =0.9720235（m/s） = 3.367188（m/s） = -0.9720235（m/s） 时间： T0+2/3*T T0+2/3*T+ 0.5*T 环绕卫星3 =0.9720235（m/s） =3.367188（m/s） = -0.9720235（m/s） 2）队形的变换 在3个周期后进行队形变换，对环绕卫星1，将其变换为只有X-Y向的运动，那么只需消除Z向的运动，对环绕卫星2与环绕卫星3，要实现Pendulum构形的运动，那么就需要消除X-Y方向的运动，经计算所施加的冲量及时间为： 时间： T0+3*T 环绕卫星1 = -3.367188（m/s） 时间： T0+3*T+1/3*T T0+3*T+1/3*T+0.5*T 环绕卫星2 =-0.9720235（m/s） =0.9720235（m/s） 时间： T0+3*T+2/3*T T0+3*T+2/3*T+0.5*T 环绕卫星3 =-0.9720235（m/s） =0.9720235（m/s） （4）STK验证 图4-1 构形设计STK仿真效果 结论 本文用动力学方法和运动学方法对分布式卫星的构形进行设计，并用简单三冲量法实现队形的捕获与队形的重构。 用动力学方法和运动学方法设计空间圆构形，用运动学方法设计CarPe构形，用加两次径向冲量，一次发向冲量的简单三冲量方法实现空间圆队形的捕获及空间圆到CarPe构形的控制队形变换。最终将以上三个过程在STK上实现可视化仿真。