论文摘要：基于电磁力的卫星编队动力学与控制研究

卫星编队在许多应用领域具有无可比拟的优势，成为当前航天领域的研究热点。出于编队队形保持及重构等原因，通常需要使用推力器对成员卫星的相对位置与姿态进行控制。但是使用常规推力装置的卫星编队也存在以下不足：推进剂的消耗影响编队飞行的寿命，推力器排出的羽流可能会对邻近的卫星造成污染。为此，人们提出了利用星间电磁力及力矩来实现卫星编队控制的方案，称之为电磁编队飞行。 对空间环境中的电磁体（载流线圈）之间的电磁作用进行了建模。分析了地磁场对电磁编队的干扰作用。建立了圆轨道下的航天器近距离相对运动模型，包括相对位置模型及姿态运动模型。 介绍了电磁编队飞行的电磁作用系统，该作用系统主要由三正交超导线圈以及零动量反作用轮组成。研究了基于C-W方程的电磁编队队形保持控制的方法。建立了编队队形保持控制系统模型，包括相对位置保持控制及姿态稳定控制模型。 利用开环和闭环相结合的控制方法对电磁编队队形重构控制问题进行了研究，分析了基于路径规划和路径跟踪的编队队形重构控制方法。采用内外环相结合的方式实现对电磁作用系统的控制，使编队的重构路径跟踪规划轨迹。 本文最后对基于电磁力的卫星编队所涉及的关键技术进行梳理，为以后的研究打下基础。

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