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Kinematically Coupled Relative Spacecraft Motion Control Using the State-Dependent Riccati Equation Method

机译：基于状态的里卡蒂方程方法的运动耦合相对航天器运动控制

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This paper presents kinematically coupled relative spacecraft motion control in the close proximity of a tumbling target using the state-dependent Riccati equation method for proximity operation mission. In general, a rigid-body dynamics can be expressed as both translation and rotation about the center of mass. However, a kinematic coupling between the rotational and translational dynamics occurs when it is not expressed about the center of mass. Thus, kinematically coupled relative spacecraft motion model is derived to describe the relative motion about the selected arbitrary points on both the target and spacecraft. Then, spacecraft relative motion is represented by combining the relative translational and rotational dynamics of arbitrary points on the spacecraft. The spacecraft is required to achieve the desired position and attitude to track a tumbling spacecraft quickly in the effect of kinematic translation and rotation coupling. The state-dependent Riccati equation method is implemented to design a nonlinear controller in six degrees of freedom. Numerical simulation results validate kinematically coupled relative spacecraft motion control with respect to a tumbling target. (C) 2014 American Society of Civil Engineers.
机译：本文提出了一种状态耦合的Riccati方程方法，用于近距离飞行任务的运动耦合相对航天器在接近翻滚目标附近的运动控制。通常，刚体动力学可以表示为围绕质心的平移和旋转。但是，当旋转动力学和平移动力学不是围绕质心表达时，就会发生旋转和平移动力学之间的运动学耦合。因此，得出运动学上耦合的相对航天器运动模型，以描述围绕目标和航天器上所选任意点的相对运动。然后，通过组合航天器上任意点的相对平移和旋转动力学来表示航天器的相对运动。在运动学平移和旋转耦合的作用下，要求航天器获得所需的位置和姿态，以快速跟踪滚落的航天器。实现了与状态有关的Riccati方程方法，以设计六个自由度的非线性控制器。数值模拟结果验证了相对于翻滚目标的运动学耦合的相对航天器运动控制。 （C）2014年美国土木工程师学会。

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