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Harmonic balance analysis and simulations of spacecraft rendezvous and formation flying dynamics

机译：谐波平衡分析与宇宙飞船集合和形成飞行动力学的模拟

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In this paper, approximated nonlinear spacecraft relative motion model is developed via Euler Lagrange approach using local vertical-local horizontal frame attached to the chief spacecraft. Harmonic balance analysis approach, a powerful technique for approximating nonlinear equation and generating periodic solutions, is applied to the approximated nonlinear relative motion for the development of new linear harmonic balance approximation model and investigation of its periodic solutions. Using power series method, power series approximate solutions of the harmonically balanced model of the relative motion are developed. Furthermore, the computational algorithm employed for the orbit propagation of nonlinear, harmonic balance and Clohessy-Wilshire models is presented. Using MATLAB ODE45 integrator, the relative motion models are numerically integrated and propagated. The numerical results show that harmonic balance model gave a better approximation of the nonlinear model.
机译：在本文中，近似的非线性航天器相对运动模型通过欧拉拉格朗日方法使用局部垂直局部水平框架，附接到首席宇宙飞船。 谐波平衡分析方法，一种用于近似非线性方程和生成周期性解决方案的强大技术，应用于新线性谐波平衡近似模型的近似非线性相对运动及其周期性解决方案的研究。 使用电源序列方法，开发了相对运动的谐波平衡模型的功率串联近似解。 此外，介绍了用于非线性，谐波平衡和CLOHESSY-WILSHIRE模型的轨道传播的计算算法。 使用MATLAB ODE45 Integrator，相对运动模型是数值集成和传播的。 数值结果表明，谐波平衡模型给出了非线性模型的更好近似。

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