空间引力波探测系统编队动力学与控制技术综述

王继河; 张锦绣; 孟云鹤; 宋佳凝; 杨列

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.10.2020B123

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空间引力波探测系统编队动力学与控制技术综述

特约综述 | 更新时间：2023-11-01

- 空间引力波探测系统编队动力学与控制技术综述
- Review of formation dynamics and control technology of space-borne gravitational wave detection system
- 中山大学学报(自然科学版) 2021年60卷第1期页码：156-161
- 作者机构：
  
  天琴计划”教育部重点实验室，中山大学天琴中心 & 物理与天文学院，天琴前沿科学中心，国家航天局引力波研究中心，广东珠海 519082
- 作者简介：
  
  王继河（1982年生），男；研究方向：分布式航天器动力学与控制；E-mail:wangjihe@mail.sysu.edu.cn
  张锦绣（1978年生），男；研究方向：分布式航天器系统体系构建及总体设计；E-mail:zhangjinxiu@mail.sysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  广东省基础与应用基础重大项目(2019B030302001)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.10.2020B123
  中图分类号： V448.22
- 纸质出版日期：2021-01-25，
  
  网络出版日期：2021-01-13，
  
  收稿日期：2020-11-10，
  
  录用日期：2020-11-30
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王继河,张锦绣,孟云鹤等.空间引力波探测系统编队动力学与控制技术综述[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(01):156-161.

WANG Jihe,ZHANG Jinxiu,MENG Yunhe,et al.Review of formation dynamics and control technology of space-borne gravitational wave detection system[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(01):156-161.
王继河,张锦绣,孟云鹤等.空间引力波探测系统编队动力学与控制技术综述[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(01):156-161. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.10.2020B123.

WANG Jihe,ZHANG Jinxiu,MENG Yunhe,et al.Review of formation dynamics and control technology of space-borne gravitational wave detection system[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(01):156-161. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.10.2020B123.

摘要

针对空间引力波探测系统对超远距离编队动力学与控制技术提出的挑战，调研分析了空间引力波探测系统所涉及的动力学与控制技术国内外研究现状，包括：超远距离相对动力学、高稳定轨道设计、高精度构形初始化策略与控制、构形重构与维持以及多自由度协调控制等方面。在对相关领域国内外研究现状分析的基础上，提出了空间引力波探测系统在动力学与控制方面需重点解决的关键技术：超远距离编队构形发散机理建模与分析、高稳构形鲁棒优化设计理论与方法、有限机动能力约束下的高精度构形初始化和保持技术、非科学与故障模式下编队姿轨维持策略和多自由度协调控制等。

Abstract

With respect to the challenge of ultra-long-distance formation dynamics and control technology brought by space-borne gravitational wave detection system

this paper investigates and analyzes the research status of dynamics and control technology involved in space-borne gravitational wave detection system

including ultra-long-distance relative dynamics

high stability orbit design

high precision configuration initialization strategy and control method

formation reconfiguration and maintenance

multi degree of freedom coordinated control. Based on the analysis of the research status

the key technologies in dynamics and control of space-borne gravitational wave detection system are proposed

including modeling and analysis of formation divergence mechanism for ultra-long-distance formation

robust optimization design theory and method for high stability configuration

initialization and maintenance technology of high precision configuration with limited orbital maneuverability

formation attitude and orbit maintenance strategy under unscientific and fault mode and multi degree of freedom coordinated control approach.

关键词

编队动力学与控制高稳构形鲁棒优化设计构形初始化和保持空间引力波探测系统

Keywords

formation dynamics and controlrobust optimization design of high stability configurationconfiguration initialization and maintenancespace-borne gravitational wave detection system

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