电动力绳在空间碎片离轨过程中的耦合多物理模型和优化控制

项目名称： 电动力绳在空间碎片离轨过程中的耦合多物理模型和优化控制

项目编号： No.11372177

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 朱正宏

作者单位： 上海交通大学

项目金额： 90万元

中文摘要： 电动力系绳是一种创新空间推进技术，可实现无燃料轨道机动。但该系统易出现由洛伦兹力激发的不稳定性。尽管电动力系绳理论研究已取得重大进展，在电动力系绳系统的机-电耦合和长期动态稳定性的基本理论上仍存在许多挑战。本项目研究重点是通过耦合多物理场建模，建立一个电动力裸绳动力学和电动力绳/空间等离子体闭合电路的综合模型，避免单一模型分析然后综合的研究方法所引起的误差，对准确阐明电动力系绳系统的不稳定性机制和规律有重要意义，为电动力系绳在轨道机动/离轨的最优控制算法奠定基础。在此模型基础上，发展多目标优化控制算法，进行电动力系绳最快离轨时间、姿态稳定性、和电动力系绳长度/质量的多目标优化。最后，将进行地面测试验证动力学和控制策略。本项目研究预期结果是：（1）一个高保真的耦合多物理柔性电动力系绳系统模型，（2）一个二阶段、可在线应用、鲁棒优化控制算法，（3）培养高层次人才，（4）建立国际合作。

中文关键词： 电动力绳；离轨；耦合多物理；欠驱动控制；组合导航

英文摘要： Electrodynamic tethers (EDTs) are an innovative propulsion technology that can perform orbit boost or deorbit maneuver without consuming propellant. However, the system is prone to the instability caused by the time-varying excitation of Lorentz force. In

英文关键词： Electrodynamic Tethers；Deorbit；Multi-physics Coupling；Underactuated；Integrated Navigation